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配置弹簧阻尼装置空间机器人双臂捕获卫星操作缓冲柔顺控制
被引量：
3
1
作者
朱安
陈力
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期117-129,共13页
为了避免空间机器人双臂捕获卫星操作过程中关节被冲击载荷破坏,在电机与机械臂之间加入了一种弹簧阻尼装置(SDD).该装置不仅能够吸收、消耗冲击能量,还能配合所设计的缓冲柔顺策略将冲击力矩限在安全范围内.首先,针对捕获前的双臂空间...
为了避免空间机器人双臂捕获卫星操作过程中关节被冲击载荷破坏,在电机与机械臂之间加入了一种弹簧阻尼装置(SDD).该装置不仅能够吸收、消耗冲击能量,还能配合所设计的缓冲柔顺策略将冲击力矩限在安全范围内.首先,针对捕获前的双臂空间机器人开环系统与目标卫星系统,分别利用耗散力Lagrange方程法与Newton–Euler法建立了其动力学模型.然后,结合动量定理、速度约束、闭链几何约束及牛顿第三定律,导出了捕获后的闭链混合体系统动力学模型.针对混合体系统的缓冲柔顺控制问题,提出一种基于模糊小波神经网络的强化学习控制策略,该策略通过自适应惩罚单元处理原始强化信号获得二次强化信号,具有极强的环境适应能力.最后,利用Lyapunov定理证明了系统的稳定性,数值仿真验证了弹簧阻尼装置的抗冲击性能及所提策略的有效性.
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关键词
双臂空间机器人
弹簧阻尼装置
缓冲柔顺控制
模糊小波神经网络
强化学习
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职称材料
含弹簧阻尼装置空间机器人捕获卫星分数阶超扭滑模缓冲柔顺控制
被引量：
1
2
作者
朱安
陈力
《载人航天》
CSCD
北大核心
2022年第6期720-725,共6页
针对双臂空间机器人捕获非合作卫星的关节保护问题,在关节电机与机械臂之间加入一种弹簧阻尼装置(SDD),实现了碰撞冲击能量的缓冲、卸载;通过三阶观测器对系统的速度和加速度进行重构,解决了关节受空间限制未能安装速度、加速度传感器...
针对双臂空间机器人捕获非合作卫星的关节保护问题,在关节电机与机械臂之间加入一种弹簧阻尼装置(SDD),实现了碰撞冲击能量的缓冲、卸载;通过三阶观测器对系统的速度和加速度进行重构,解决了关节受空间限制未能安装速度、加速度传感器导致速度、加速度无法测量的问题;提出了一种匹配SDD的分数阶超扭滑模柔顺控制策略,实现了捕获后的闭链混合体系统的镇定控制,并通过Lyapunov定理证明了系统的稳定性。数值仿真结果表明:SDD可将碰撞冲击载荷减小52.25%,柔顺策略可有效限制关节瞬时冲击力矩。
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关键词
双臂空间机器人
捕获操作
弹簧阻尼装置
分数阶超扭滑模控制
柔顺策略
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职称材料
题名
配置弹簧阻尼装置空间机器人双臂捕获卫星操作缓冲柔顺控制
被引量：
3
1
作者
朱安
陈力
机构
福州大学机械工程及自动化学院
出处
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期117-129,共13页
基金
国家自然科学基金项目(11372073)
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
为了避免空间机器人双臂捕获卫星操作过程中关节被冲击载荷破坏,在电机与机械臂之间加入了一种弹簧阻尼装置(SDD).该装置不仅能够吸收、消耗冲击能量,还能配合所设计的缓冲柔顺策略将冲击力矩限在安全范围内.首先,针对捕获前的双臂空间机器人开环系统与目标卫星系统,分别利用耗散力Lagrange方程法与Newton–Euler法建立了其动力学模型.然后,结合动量定理、速度约束、闭链几何约束及牛顿第三定律,导出了捕获后的闭链混合体系统动力学模型.针对混合体系统的缓冲柔顺控制问题,提出一种基于模糊小波神经网络的强化学习控制策略,该策略通过自适应惩罚单元处理原始强化信号获得二次强化信号,具有极强的环境适应能力.最后,利用Lyapunov定理证明了系统的稳定性,数值仿真验证了弹簧阻尼装置的抗冲击性能及所提策略的有效性.
关键词
双臂空间机器人
弹簧阻尼装置
缓冲柔顺控制
模糊小波神经网络
强化学习
Keywords
dual-arm space robot
spring-damper device
buffer and compliance control
fuzzy wavelet network
reinforcement learning
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
含弹簧阻尼装置空间机器人捕获卫星分数阶超扭滑模缓冲柔顺控制
被引量：
1
2
作者
朱安
陈力
机构
福州大学机械工程及自动化学院
出处
《载人航天》
CSCD
北大核心
2022年第6期720-725,共6页
基金
国家自然科学基金(51741502)
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
针对双臂空间机器人捕获非合作卫星的关节保护问题,在关节电机与机械臂之间加入一种弹簧阻尼装置(SDD),实现了碰撞冲击能量的缓冲、卸载;通过三阶观测器对系统的速度和加速度进行重构,解决了关节受空间限制未能安装速度、加速度传感器导致速度、加速度无法测量的问题;提出了一种匹配SDD的分数阶超扭滑模柔顺控制策略,实现了捕获后的闭链混合体系统的镇定控制,并通过Lyapunov定理证明了系统的稳定性。数值仿真结果表明:SDD可将碰撞冲击载荷减小52.25%,柔顺策略可有效限制关节瞬时冲击力矩。
关键词
双臂空间机器人
捕获操作
弹簧阻尼装置
分数阶超扭滑模控制
柔顺策略
Keywords
dual-arm space robot
capturing operation
spring damping device
fractional-order super-twisting sliding mode control
compliance strategy
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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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
配置弹簧阻尼装置空间机器人双臂捕获卫星操作缓冲柔顺控制
朱安
陈力
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
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职称材料
2
含弹簧阻尼装置空间机器人捕获卫星分数阶超扭滑模缓冲柔顺控制
朱安
陈力
《载人航天》
CSCD
北大核心
2022
1
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职称材料
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