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题名空间绳系机器人抓捕非合作目标的质量特性参数辨识
被引量：12
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作者
张帆
黄攀峰
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机构
西北工业大学航天飞行动力学技术重点实验室
西北工业大学智能机器人研究中心
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第6期630-639,共10页
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基金
国家自然科学基金(11272256
61005062)
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文摘
针对空间绳系机器人抓捕非合作目标/空间垃圾后需要对其进行回收/拖曳的精确控制问题,提出了一种利用抓捕后保持阶段的振动特性辨识目标参数的方法。首先,根据质量特性参数辨识的需要,推导了系统的动力学模型。不同于以往将本体卫星和被抓捕目标简化为质点的动力学模型,本文针对任意的目标抓捕位置,在考虑重力梯度影响的基础上,利用拉格朗日法获得系统各广义坐标的动力学公式。然后,分析非合作目标和系绳在后抓捕保持阶段的姿态运动。最后,在非合作目标与本体卫星没有任何信息交互的情况下,利用后抓捕阶段目标卫星和系绳特有的振动,并使用具有鲁棒性可遗忘因子的递推最小二乘法,提出了包括转动惯量和质心到任意抓捕点距离在内的质量特性参数辨识算法。
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关键词
空间绳系机器人
动力学建模
非合作目标
抓捕后保持阶段
参数辨识
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Keywords
Space tethered system
Dynamics modeling
Noncooperative target satellite
post-capture phase
Inertia parameters estimation
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分类号
V448.25
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名空间双臂机器人抓捕翻滚目标后的鲁棒稳定控制
被引量：4
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作者
夏鹏程
罗建军
王明明
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机构
西北工业大学深圳研究院
西北工业大学航天学院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期1138-1155,共18页
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基金
深圳市科技研发资金(JCYJ20190806154412671)
国家自然科学基金(61973256,61690211,61690210)资助项目。
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文摘
针对空间双臂机器人抓捕翻滚目标的稳定控制问题,由于目标惯性参数的不确定性以及双臂同时作用于目标存在内力挤压,已有的稳定控制方法无法有效地约束机械臂末端与目标的接触力与力矩,无法保证控制过程中抓捕点处的接触安全.为此,本文考虑被抓捕目标惯性参数不确定性与双臂内力挤压对抓捕后阶段组合体稳定控制的影响,提出了一种保证接触安全的鲁棒稳定控制方法.首先,根据目标的有界不确定性构造鲁棒正不变集,同时考虑双臂与目标接触内力的影响,利用预测控制方法在该不变集内规划控制目标运动的虚拟接触力与力矩.然后,根据目标动力学模型以及空间双臂机器人的运动约束,规划空间双臂机器人的鲁棒安全期望运动轨迹.最后,利用障碍李雅普诺夫函数构造跟踪控制器,使空间双臂机器人有效地跟踪期望轨迹,从而使得翻滚目标运动受到等效于虚拟控制律的作用,在保证接触安全的同时实现鲁棒的稳定控制.通过空间双臂机器人稳定翻滚目标的仿真算例验证了所提方法的有效性.
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关键词
翻滚目标
空间双臂机器人
抓捕后阶段
鲁棒控制
障碍李雅普诺夫函数
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Keywords
tumbling target
dual-arm space robot
post-capture phase
robust control
barrier Lyapunov function
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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