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题名空间机械臂自适应扩展雅克比零反作用控制
被引量：7
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作者
徐拴锋
杨保华
张笃周
王汉磊
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机构
北京控制工程研究所
空间智能控制国家重点实验室
中国空间技术研究院
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第7期786-793,共8页
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基金
国家自然科学基金(61374060)
国家重点基础研究发展计划(2013CB733100)
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文摘
针对自由漂浮空间机械臂执行在轨服务(On-Orbit Servicing,OOS)时对基座姿态的扰动问题,设计了一种基于扩展雅克比矩阵的自适应零反作用运动控制器。通过巧妙利用角动量守恒定律,解决了广义雅克比矩阵的非线性参数化问题。基于此,将运动学不确定性和动力学不确定性都考虑在内,采用李雅普诺夫稳定性分析工具,得到了自适应零反作用运动控制器,可以同时实现航天器姿态调节和机械臂末端执行器对任务空间中期望轨迹的跟踪,并且不需要测量机械臂末端执行器的速度。仿真结果表明了本文所提算法的有效性。
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关键词
自由漂浮空间机械臂
自适应控制
参数不确定性
零反作用控制
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Keywords
Free-floating space manipulator
Adaptive control
Parameter uncertainties
zero reaction motion control
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分类号
TP241.3
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名具有初始动量的空间机械臂零反作用轨迹跟踪
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作者
廖志祥
师鹏
赵育善
郑翰清
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机构
北京航空航天大学宇航学院
上海航天控制技术研究所
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出处
《中国空间科学技术》
EI
CSCD
北大核心
2015年第5期15-21,32,共8页
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基金
国家自然科学基金(11102007)
国家基本科研业务费(YWF 14-YHXY-012)资助项目
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文摘
对具有初始动量的自由漂浮空间机械臂系统进行了研究,考虑其执行在轨任务时便已经具有的动量,根据系统的构型参数建立运动学模型,再采用拉格朗日第二类方程建立动力学模型。利用空间机械臂系统具有冗余自由度这一特性,推导运动学和动力学方程,得到了零反作用运动方程,消除了基座和机械臂之间的角速度耦合作用。末端运动轨迹用多项式插值函数来逼近,根据给定的机械臂末端初始和终止状态来规划其运动轨迹,并将机械臂末端的工作空间转换到关节空间中。根据已知的动力学模型,设计合适的比例一微分(PD)控制率。仿真结果表明,通过选择合适的增益反馈矩阵,机械臂末端能平稳地跟踪目标轨迹,同时,机械臂的运动不会对基座的姿态产生扰动,保证了基座姿态的稳定性及航天器的正常运行。
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关键词
空间机械臂
轨迹跟踪
零反运动
比例-微分控制
多项式插值
航天器
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Keywords
Space manipulator
Trajectory tracking
zero reaction motion
PD control
Polynomial interpolation
Spacecraft
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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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