本文關(guān)鍵詞：空間機(jī)器人雙臂捕獲衛(wèi)星力學(xué)分析及鎮(zhèn)定控制

  更多相關(guān)文章： 雙臂空間機(jī)器人 捕獲過程 動(dòng)力學(xué)演化 閉鏈系統(tǒng) 鎮(zhèn)定運(yùn)動(dòng)控制

【摘要】：隨著航天技術(shù)的發(fā)展,空間機(jī)器人要求具有對非合作衛(wèi)星的在軌捕獲能力.雙臂空間機(jī)器人與單臂空間機(jī)器人相比在這方面顯然更具有優(yōu)勢.然而由于太空環(huán)境的復(fù)雜性,使得空間機(jī)器人雙臂捕獲非合作衛(wèi)星操作過程的動(dòng)力學(xué)與控制問題表現(xiàn)出下述特點(diǎn):非完整動(dòng)力學(xué)約束,動(dòng)量、動(dòng)量矩與能量傳遞變化,捕獲前后結(jié)構(gòu)開、閉環(huán)變拓?fù)?與閉環(huán)接觸幾何、運(yùn)動(dòng)學(xué)約束多者共存.因此空間機(jī)器人雙臂捕獲衛(wèi)星技術(shù)相關(guān)動(dòng)力學(xué)與控制問題變得極其復(fù)雜.為此,討論了雙臂空間機(jī)器人捕獲自旋衛(wèi)星過程的動(dòng)力學(xué)演化模擬,以及捕獲操作后其不穩(wěn)定閉鏈混合體系統(tǒng)的鎮(zhèn)定控制問題.首先,利用拉格朗日第二類方程建立了捕獲操作前雙臂空間機(jī)器人的開環(huán)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,利用牛頓-歐拉法建立了目標(biāo)衛(wèi)星的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型;在此基礎(chǔ)上基于動(dòng)量守恒定律、力的傳遞規(guī)律,經(jīng)過積分與簡化處理分析、求解了雙臂空間機(jī)器人捕獲目標(biāo)衛(wèi)星后受到的碰撞沖擊效應(yīng),給出了合適的捕獲操作策略.根據(jù)閉鏈系統(tǒng)的閉環(huán)約束幾何及運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系獲得了閉合鏈約束方程,推導(dǎo)了捕獲操作后閉鏈混合體系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程.最后基于該動(dòng)力學(xué)方程針對捕獲操作結(jié)束后失穩(wěn)的閉鏈混合體系統(tǒng),設(shè)計(jì)了鎮(zhèn)定運(yùn)動(dòng)模糊H∞控制方案.提出的方案利用模糊邏輯環(huán)節(jié)克服參數(shù)不確定影響,由H∞魯棒控制項(xiàng)消除逼近誤差來保證系統(tǒng)控制精度;通過最小權(quán)值范數(shù)法分配各臂關(guān)節(jié)力矩,以保證兩臂協(xié)同操作.李雅普諾夫穩(wěn)定性理論證明了系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性.最后通過數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M、分析了碰撞沖擊響應(yīng),并驗(yàn)證了上述鎮(zhèn)定運(yùn)動(dòng)控制方案的有效性.
【作者單位】： 福州大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院福建省高端裝備制造協(xié)同創(chuàng)新中心;
【關(guān)鍵詞】： 雙臂空間機(jī)器人 捕獲過程 動(dòng)力學(xué)演化 閉鏈系統(tǒng) 鎮(zhèn)定運(yùn)動(dòng)控制
【基金】：國家自然科學(xué)基金(11372073,1107206) 福建省工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)部件技術(shù)重大研發(fā)平臺(tái)(2014H2101001)資助項(xiàng)目
【分類號】：TP242
【正文快照】：

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏承;趙陽;田浩;;空間機(jī)器人捕獲漂浮目標(biāo)的抓取控制[J];航空學(xué)報(bào);2010年03期

2 朱建軍;黃攀峰;劉正雄;張斌;;空間機(jī)器人姿態(tài)穩(wěn)定方法研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2011年07期

3 張文輝;葉曉平;季曉明;吳夏來;朱銀法;王超;;國內(nèi)外空間機(jī)器人技術(shù)發(fā)展綜述[J];飛行力學(xué);2013年03期

4 楊維垣;;日本空間機(jī)器人研究概況[J];航天器工程;1994年04期

5 土屋和雄;王存恩;;空間機(jī)器人用地面仿真器[J];控制工程;1995年01期

6 馮繼民;在有障礙空間機(jī)器人行走路線的設(shè)計(jì)[J];管理科學(xué)文摘;1995年08期

7 ;空間機(jī)器人研究獲重要成果[J];航天技術(shù)與民品;1996年04期

8 孫漢旭,王鳳翔;加拿大、美國空間機(jī)器人研究情況[J];航天技術(shù)與民品;1999年04期

9 魏岳江;;空間機(jī)器人大戰(zhàn)序幕開啟[J];發(fā)明與創(chuàng)新(中學(xué)時(shí)代);2011年05期

10 孫增圻;;空間機(jī)器人將在太空活動(dòng)中發(fā)揮重要作用[J];科學(xué)世界;2000年11期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賈英宏;;多臂空間機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)與控制問題研究[A];第三屆全國動(dòng)力學(xué)與控制青年學(xué)者研討會(huì)論文摘要集[C];2009年

2 賈東永;侯向陽;黃強(qiáng);;空間機(jī)器人結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)[A];北京力學(xué)會(huì)第17屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

3 陳志煌;陳力;;漂浮基雙臂空間機(jī)器人閉環(huán)運(yùn)動(dòng)的建模及控制[A];第八屆全國動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

4 霍偉;馬保離;;帶反作用輪空間機(jī)器人的變結(jié)構(gòu)控制算法[A];1994中國控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1994年

5 馬保離;霍偉;高為炳;;雙臂空間機(jī)器人抓物系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)與控制[A];1994中國控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1994年

6 吳立成;孫富春;孫增圻;;空間機(jī)器人建模、規(guī)劃與控制研究現(xiàn)狀分析[A];2005年中國智能自動(dòng)化會(huì)議論文集[C];2005年

7 陳力;郭益深;;雙臂空間機(jī)器人障礙規(guī)避的分級非完整運(yùn)動(dòng)規(guī)劃[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

8 賈英宏;;無反作用力矩空間機(jī)器人概念及動(dòng)力學(xué)與控制相關(guān)問題[A];第六屆全國動(dòng)力學(xué)與控制青年學(xué)者學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2012年

9 劉曉峰;蔡國平;王熙;;空間機(jī)器人抓取碰撞問題分析[A];中國力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

10 董楸煌;陳力;;漂浮基空間機(jī)器人捕獲衛(wèi)星過程的碰撞動(dòng)力學(xué)分析及魯棒自適應(yīng)鎮(zhèn)定控制[A];第三屆海峽兩岸動(dòng)力學(xué)、振動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2013年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 蘇雷邋記者 鄭野軍;513所參與空間機(jī)器人研制[N];煙臺(tái)日報(bào);2008年

2 本報(bào)記者 劉思燕;中國空間機(jī)器人夢在天上[N];中國航天報(bào);2002年

3 王廣飛邋吉星 記者 初霞;中德空間機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室落戶哈工大[N];哈爾濱日報(bào);2008年

4 魯光;明天到月球開房間[N];大眾科技報(bào);2002年

5 ;荷蘭的航天技術(shù)[N];中華工商時(shí)報(bào);2000年

6 劉培香 記者　 高天賦;危險(xiǎn)作業(yè)有了新幫“手”[N];黑龍江日報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 顏世佐;空間機(jī)器人協(xié)調(diào)控制與地面實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

2 郭勝鵬;空間機(jī)器人快速在軌抓捕動(dòng)力學(xué)與控制研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

3 高星;空間機(jī)器人軟件錯(cuò)誤檢測技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

4 史也;空間機(jī)器人自主捕獲目標(biāo)的軌跡規(guī)劃與控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

5 李適;空間機(jī)器人路徑優(yōu)化與魯棒跟蹤控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

6 謝箭;不確定性空間機(jī)器人軌跡規(guī)劃及智能控制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

7 張文輝;空間機(jī)器人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軌跡跟蹤控制及微重力模擬方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

8 徐文福;空間機(jī)器人目標(biāo)捕獲的路徑規(guī)劃與實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

9 田富洋;在軌服務(wù)空間機(jī)器人機(jī)械多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)高效率建模研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

10 秦利;考慮重力效應(yīng)的空間機(jī)器人系統(tǒng)建模與控制研究[D];燕山大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉陽;面向非合作目標(biāo)的空間機(jī)器人雙目視覺伺服研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 楊永林;空間機(jī)器人軟件容錯(cuò)技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

3 黃渙;空間機(jī)器人功能行為建模與飛行任務(wù)仿真[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

4 李永明;面向目標(biāo)獲取的空間機(jī)器人模糊控制的研究及實(shí)現(xiàn)[D];太原理工大學(xué);2011年

5 孫克新;空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析與控制仿真[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

6 謝國偉;空間機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

7 朱奎;空間機(jī)器人目標(biāo)捕獲的軌跡優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

8 王洪柳;空間機(jī)器人抓取過程中的目標(biāo)參數(shù)辨識[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

9 劉奇坤;空間機(jī)器人末端工具更換裝置的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

10 李亮;雙自由飛行空間機(jī)器人協(xié)調(diào)操作動(dòng)力學(xué)研究[D];大慶石油學(xué)院;2010年

，

本文編號：975770