摘要
对载体位置无控、姿态受控的飘浮基两杆柔性空间机械臂操作过程中的振动进行了分析,并提出了对振动进行有效抑制的方法。首先利用拉格朗日方程并结合系统总质心定义,得到系统的动力学方程。然后对该系统操作过程中的振动进行了分析。接着利用奇异摄动法,将两杆柔性空间机械臂系统分解为一个关于载体姿态、杆件关节轨迹跟踪的慢变子系统和一个描述柔性臂变形的快变子系统。以此为基础,提出了一个由慢变控制项和一个快变控制项组成的复合控制器,使得机械臂在操作过程中跟踪上载体姿态和关节期望轨迹的同时柔性臂的振动得到了有效的抑制。该控制方案的显著优点为不需要测量反馈载体的位置、移动速度、移动加速度。
A free-floating flexible space manipulator with two flexible links was presented in this paper. The dynamical Lagrange equation was established and the flexible links' vibration was analyzed. Then a singularly perturbed model was formulated and applied to the design of a reduced-order controller. This controller consists of a rigid control component and a fast control component.The rigid subsystem controller will track the desired trajectories of the base attitude and the joints.The flexible-link fast subsystem controller will damp out the vibration of the flexible links. Numerical simulations showed that the links' vibration was stabilized effectively with good tracking performance.
出处
《载人航天》
CSCD
2016年第3期354-360,共7页
Manned Spaceflight
基金
国家自然科学基金(11372073
11072061)
福建省自然科学基金(2016J01228)
关键词
飘浮基柔性空间机械臂
载体姿态受控
奇异摄动法
振动分析
振动抑制
free-floating flexible space manipulator
controlled base attitude
singular perturbation approach
vibration analysis
vibration suppression
