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题名基于混合规划策略的空间机械臂运动规划研究
被引量：20
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作者
廖一寰
李道奎
唐国金
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机构
国防科技大学航天与材料工程学院
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第1期98-103,共6页
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基金
国家自然科学基金(10902121)
中国博士后科学基金(20090450210)
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文摘
为改善自由漂浮机械臂对载体姿态无扰的运动规划的收敛性,提出一种基于Gauss伪谱方法和直接打靶法的混合规划策略。首先建立机械臂系统运动规划的数学模型,用Gauss伪谱方法将运动规划问题转化为带约束的非线性参数优化问题,采用遗传算法初步定位全局最优解,然后将得到的解作为直接打靶法的初值,采用序列二次规划算法求出精确最优解,从而利用Gauss伪谱方法计算量小、直接打靶法精度高的特点,快速获得机械臂对载体姿态无扰的运动规律。数值仿真的结果表明该混合规划策略能够快速求解机械臂系统的无扰运动规划问题,且具有较好的收敛性与鲁棒性。
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关键词
运动规划
空间机械臂
Gauss伪谱方法
直接打靶法
ADAMS
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Keywords
Motion planning
Space manipulator
Gauss pseudo-spectral method（GPM）
direct shooting method（dsm）
ADAMS
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分类号
TP241
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名柔性空间机器人姿态运动规划的混合优化策略
被引量：2
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作者
姚其家
戈新生
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机构
北京信息科技大学机电工程学院
北京信息科技大学理学院
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出处
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2017年第3期428-437,共10页
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基金
国家自然科学基金(11472058)
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文摘
自由漂浮是空间机器人执行任务时常用的工作模式,其姿态规划是完成复杂空间任务的基础.针对自由漂浮柔性空间机器人姿态运动规划问题,提出一种由Gauss伪谱法求解可行解与直接打靶法求解更为精确的数值解相结合的混合优化策略.首先,利用假设模态法近似描述柔性臂杆的弹性变形,根据Lagrange方程建立空间机器人系统的动力学模型;然后,利用Gauss伪谱法将空间机器人非完整运动规划问题离散为非线性规划问题,求解在较少Legendre-Gauss(LG)点时状态变量和控制变量对应的可行解,可行解的求解采用从可行解到近似最优解的串行优化策略;最后,在LG点处离散控制变量,作为直接打靶法的初值,利用序列二次规划算法求解最优的控制输入,再通过数值积分得到空间机器人系统姿态运动优化轨迹.通过数值仿真,求解得到的姿态运动曲线光滑平稳,最优控制输入也能很好地满足各种约束条件.结果表明该混合优化策略具有很好的鲁棒性和有效性.
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关键词
空间机器人
运动规划
GAUSS伪谱法
直接打靶法
最优控制
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Keywords
space robot
motion planning
Gauss pseudospectral method （GPM）
direct shooting method （dsm）
optimal control
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分类号
TP241
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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