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空间机器人在轨桁架组装操作基于自适应模糊CNF的阻抗控制
1
作者
刘东博
陈力
《力学与实践》
2024年第4期711-721,共11页
空间桁架作为空间站一类重要基础设施,在空间站建设中起着不可替代的作用。考虑到组装好的空间桁架所占空间以及火箭的运载能力,一般采用将桁架部件发射入太空并在轨道完成组装。为实现空间桁架的组装、维护等太空任务,对空间机器人在...
空间桁架作为空间站一类重要基础设施,在空间站建设中起着不可替代的作用。考虑到组装好的空间桁架所占空间以及火箭的运载能力,一般采用将桁架部件发射入太空并在轨道完成组装。为实现空间桁架的组装、维护等太空任务,对空间机器人在轨插、拔孔操作的力/位姿阻抗控制进行了研究。建立了载体姿态受控形式的空间机器人系统动力学模型;通过桁架部件插头的运动学约束,建立了插头在基连坐标系下的运动学关系。基于阻抗控制原理,根据插头位姿与其输出力之间的动态关系建立了二阶线性阻抗模型,以实现在轨插、拔孔操作过程中输出力的精确控制。提出了一种自适应模糊组合非线性反馈(composite nonlinear feedback,CNF)控制策略,通过模糊控制器拟合系统不确定参数,作为CNF控制器的补偿输入,以降低不确定参数的影响,提高位姿的控制精度。通过Lyapunov原理证明了系统的稳定性;利用仿真分析,验证了控制策略的有效性。
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关键词
空间机器人
空间桁架
在轨插拔孔操作
阻抗控制
组合非线性反馈控制
下载PDF
职称材料
空间机械臂在轨插、拔孔操作基于力/位姿跟踪指数型阻抗控制
被引量：
2
2
作者
曾晨东
陈力
《工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第2期254-264,共11页
讨论了空间机械臂在轨插、拔孔操作的阻抗控制问题.为此,结合系统动量守恒关系,空间机械臂替换部件末端输出插、拔孔主动力与孔内所受摩擦阻力作用关系,以及第二类拉格朗日方程,推导得到了载体位置、姿态均不受控制情况下,空间机械臂在...
讨论了空间机械臂在轨插、拔孔操作的阻抗控制问题.为此,结合系统动量守恒关系,空间机械臂替换部件末端输出插、拔孔主动力与孔内所受摩擦阻力作用关系,以及第二类拉格朗日方程,推导得到了载体位置、姿态均不受控制情况下,空间机械臂在轨插、拔孔操作过程系统动力学方程.同时,根据相关操作控制系统设计需要,利用系统位置几何关系分析、建立了空间机械臂替换部件末端相对基联坐标系的相对运动雅可比关系.之后,由空间机械臂替换部件末端位姿与末端输出插、拔孔主动力之间的动态关系并结合阻抗控制原理,建立了二阶线性阻抗模型.在上述工作基础上,针对空间机械臂在轨插、拔孔操作过程同时存在运动学与动力学不确定性的情况,设计了空间机械臂替换部件末端力/位姿跟踪指数型阻抗控制策略;并通过李雅普诺夫理论,证明了控制系统的稳定性.提到的控制策略具有结构简单、收敛速度快、稳定性好的特点.系统数值仿真,验证了上述控制策略的有效性.
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关键词
空间机械臂
在轨操作
插、拔孔操作
力/位姿
指数型阻抗控制
下载PDF
职称材料
题名
空间机器人在轨桁架组装操作基于自适应模糊CNF的阻抗控制
1
作者
刘东博
陈力
机构
福州大学机械工程及自动化学院
出处
《力学与实践》
2024年第4期711-721,共11页
基金
国家自然科学基金项目(51741502)
福建省工业机器人基础部件技术重大研发平台项目(2014H21010011)
福建省机器人基础部件与系统集成创新中心专项资金项目资助。
文摘
空间桁架作为空间站一类重要基础设施,在空间站建设中起着不可替代的作用。考虑到组装好的空间桁架所占空间以及火箭的运载能力,一般采用将桁架部件发射入太空并在轨道完成组装。为实现空间桁架的组装、维护等太空任务,对空间机器人在轨插、拔孔操作的力/位姿阻抗控制进行了研究。建立了载体姿态受控形式的空间机器人系统动力学模型;通过桁架部件插头的运动学约束,建立了插头在基连坐标系下的运动学关系。基于阻抗控制原理,根据插头位姿与其输出力之间的动态关系建立了二阶线性阻抗模型,以实现在轨插、拔孔操作过程中输出力的精确控制。提出了一种自适应模糊组合非线性反馈(composite nonlinear feedback,CNF)控制策略,通过模糊控制器拟合系统不确定参数,作为CNF控制器的补偿输入,以降低不确定参数的影响,提高位姿的控制精度。通过Lyapunov原理证明了系统的稳定性;利用仿真分析,验证了控制策略的有效性。
关键词
空间机器人
空间桁架
在轨插拔孔操作
阻抗控制
组合非线性反馈控制
Keywords
space robot
space truss
on-orbit insertion and extraction operation
impedance control
composite nonlinear feedback control
分类号
TP241 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
下载PDF
职称材料
题名
空间机械臂在轨插、拔孔操作基于力/位姿跟踪指数型阻抗控制
被引量：
2
2
作者
曾晨东
陈力
机构
福州大学机械工程及自动化学院
出处
《工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第2期254-264,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(11372273)
福建省工业机器人基础部件技术重大研发平台资助项目(2014H21010011)。
文摘
讨论了空间机械臂在轨插、拔孔操作的阻抗控制问题.为此,结合系统动量守恒关系,空间机械臂替换部件末端输出插、拔孔主动力与孔内所受摩擦阻力作用关系,以及第二类拉格朗日方程,推导得到了载体位置、姿态均不受控制情况下,空间机械臂在轨插、拔孔操作过程系统动力学方程.同时,根据相关操作控制系统设计需要,利用系统位置几何关系分析、建立了空间机械臂替换部件末端相对基联坐标系的相对运动雅可比关系.之后,由空间机械臂替换部件末端位姿与末端输出插、拔孔主动力之间的动态关系并结合阻抗控制原理,建立了二阶线性阻抗模型.在上述工作基础上,针对空间机械臂在轨插、拔孔操作过程同时存在运动学与动力学不确定性的情况,设计了空间机械臂替换部件末端力/位姿跟踪指数型阻抗控制策略;并通过李雅普诺夫理论,证明了控制系统的稳定性.提到的控制策略具有结构简单、收敛速度快、稳定性好的特点.系统数值仿真,验证了上述控制策略的有效性.
关键词
空间机械臂
在轨操作
插、拔孔操作
力/位姿
指数型阻抗控制
Keywords
space manipulator
orbit
operation
insertion
and
extraction
operation
force/pose
exponential impedance control
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
空间机器人在轨桁架组装操作基于自适应模糊CNF的阻抗控制
刘东博
陈力
《力学与实践》
2024
0
下载PDF
职称材料
2
空间机械臂在轨插、拔孔操作基于力/位姿跟踪指数型阻抗控制
曾晨东
陈力
《工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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