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空间机器人双臂捕获卫星后辅助对接操作控制仿真
被引量：
1
1
作者
程靖
陈力
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期3429-3436,共8页
讨论了空间机器人双臂捕获卫星后辅助对接操作的协调控制问题。利用冲量定理、闭环约束条件建立了空间机器人双臂捕获卫星后闭链混合体的系统动力学方程,并分析了混合体系统受到的冲击效应。针对参数不确定的混合体系统,设计了基于扩张...
讨论了空间机器人双臂捕获卫星后辅助对接操作的协调控制问题。利用冲量定理、闭环约束条件建立了空间机器人双臂捕获卫星后闭链混合体的系统动力学方程,并分析了混合体系统受到的冲击效应。针对参数不确定的混合体系统,设计了基于扩张状态观测器的协调鲁棒控制方案。该方案利用扩张状态观测器对未知模型进行动态估计补偿,结合状态反馈控制保证了辅助对接操作控制的精度。通过Lyapunov理论,证明了系统的稳定性。通过数值仿真实验验证了所提闭链混合体系统辅助对接操作控制方案的有效性。
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关键词
双臂空间机器人
捕获
操作
闭链系统
扩张状态观测器
辅助对接操作
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职称材料
空间机器人在轨双臂辅助航天器对接力/位置嵌套双层滑模阻抗控制
被引量：
4
2
作者
朱安
陈力
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第22期3266-3278,共13页
为了实现空间机器人捕获航天器及辅助对接操作的柔顺化,对航天器对接装置的输出力与位姿的精确控制进行了研究,且在关节电机与机械臂之间添加了弹簧阻尼缓冲装置,以防止接触、碰撞时产生的巨大冲击力造成关节破坏。首先,结合Newton第三...
为了实现空间机器人捕获航天器及辅助对接操作的柔顺化,对航天器对接装置的输出力与位姿的精确控制进行了研究,且在关节电机与机械臂之间添加了弹簧阻尼缓冲装置,以防止接触、碰撞时产生的巨大冲击力造成关节破坏。首先,结合Newton第三定律、捕获点的速度约束及闭链系统的几何约束,获得了捕获航天器后的混合体系统动力学方程,通过动量守恒关系计算了碰撞冲击效应与冲击力。接着,通过航天器对接装置相对载体坐标系的运动学关系,建立了对接操作过程中的阻抗模型。然后,设计了一种鲁棒自适应双层滑模控制策略,其与阻抗控制相结合,采用力加载随动控制系统实现对接装置的位姿与输出力的精确控制,以降低接触、碰撞时的冲击力。该控制策略具有双层滑模结构,其第一层保证混合体系统在有限时间内收敛,第二层用于解决控制的高增益问题。最后,通过Lyapunov定理证明了系统的稳定性;利用数值仿真验证了所提控制策略的有效性。仿真结果表明,在给定的速度下缓冲装置最大可将碰撞冲击力矩降低46.78%,输出力的控制精度优于0.5 N,位置、姿态的控制精度优于10^(-3)m,0.5°。
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关键词
双臂空间机器人
缓冲装置
辅助对接操作
阻抗控制
双层滑模
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职称材料
题名
空间机器人双臂捕获卫星后辅助对接操作控制仿真
被引量：
1
1
作者
程靖
陈力
机构
福州大学机械工程及自动化学院福建省高端装备制造协同创新中心
出处
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期3429-3436,共8页
基金
国家自然科学基金(11372073
11072061)
福建省工业机器人基础部件技术重大研发平台(2014H21010011)
文摘
讨论了空间机器人双臂捕获卫星后辅助对接操作的协调控制问题。利用冲量定理、闭环约束条件建立了空间机器人双臂捕获卫星后闭链混合体的系统动力学方程,并分析了混合体系统受到的冲击效应。针对参数不确定的混合体系统,设计了基于扩张状态观测器的协调鲁棒控制方案。该方案利用扩张状态观测器对未知模型进行动态估计补偿,结合状态反馈控制保证了辅助对接操作控制的精度。通过Lyapunov理论,证明了系统的稳定性。通过数值仿真实验验证了所提闭链混合体系统辅助对接操作控制方案的有效性。
关键词
双臂空间机器人
捕获
操作
闭链系统
扩张状态观测器
辅助对接操作
Keywords
dual-ann space robot
capturing operation
closed chain system
extended state observer
auxiliary docking maneuver
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
空间机器人在轨双臂辅助航天器对接力/位置嵌套双层滑模阻抗控制
被引量：
4
2
作者
朱安
陈力
机构
江西理工大学能源与机械工程学院
福州大学机械工程及自动化学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第22期3266-3278,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.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(No.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。
文摘
为了实现空间机器人捕获航天器及辅助对接操作的柔顺化,对航天器对接装置的输出力与位姿的精确控制进行了研究,且在关节电机与机械臂之间添加了弹簧阻尼缓冲装置,以防止接触、碰撞时产生的巨大冲击力造成关节破坏。首先,结合Newton第三定律、捕获点的速度约束及闭链系统的几何约束,获得了捕获航天器后的混合体系统动力学方程,通过动量守恒关系计算了碰撞冲击效应与冲击力。接着,通过航天器对接装置相对载体坐标系的运动学关系,建立了对接操作过程中的阻抗模型。然后,设计了一种鲁棒自适应双层滑模控制策略,其与阻抗控制相结合,采用力加载随动控制系统实现对接装置的位姿与输出力的精确控制,以降低接触、碰撞时的冲击力。该控制策略具有双层滑模结构,其第一层保证混合体系统在有限时间内收敛,第二层用于解决控制的高增益问题。最后,通过Lyapunov定理证明了系统的稳定性;利用数值仿真验证了所提控制策略的有效性。仿真结果表明,在给定的速度下缓冲装置最大可将碰撞冲击力矩降低46.78%,输出力的控制精度优于0.5 N,位置、姿态的控制精度优于10^(-3)m,0.5°。
关键词
双臂空间机器人
缓冲装置
辅助对接操作
阻抗控制
双层滑模
Keywords
dual-arm space robot
buffer device
auxiliary docking operation
impedance control
double layer sliding mode
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
空间机器人双臂捕获卫星后辅助对接操作控制仿真
程靖
陈力
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
空间机器人在轨双臂辅助航天器对接力/位置嵌套双层滑模阻抗控制
朱安
陈力
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
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职称材料
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