讨论了自由漂浮双臂空间机器人系统关节轨迹跟踪的控制问题。

空间技术的发展使得空间机器人的应用更加广泛,特别是自由漂浮空间机器人(Free-Floating Space Robot)。

自由漂浮空间机器人是空间机器人的一种类型,其载体的姿态控制和位置控制在机械臂操作期间均不工作,即处于关闭状态。

本文主要研究了自由浮动空间双臂机器人系统的运动学特性和动力学控制问题,对这种空间机器人将来投入实际应用做了一些很有价值的理论研究与探讨,具体工作主要有以下几方面: 首先,详细分析了自由浮动空间双臂机器人系统在闭链位形下的运动学特性,建立了系统的动力学模型,并运用计算力矩方法和 PI 控制方法完成了系统的动力学协调控制;然后提出了基于非线性规划的优化算法和引入模拟退火的混合遗传算法,实现了自由浮动空间双臂机器人系统的内力优化控制,并结合仿真实验深入分析了两种优化算法的优劣,优化算法的应用大幅度节省了空间机器人能量消耗,具有重大的现实意义;最后针对自由浮动空间双臂机器人系统存在建模误差的情况,本文提出了单一鲁棒控制方法和鲁棒神经网络控制方法,完成了负载运动轨迹跟踪的仿真实验,证明了这两种控制方法在建模不精确时仍起到良好的控制作用,具有较强的实用价值。

自由浮动柔性空间双臂机器人的混合抑振控制

讨论了载体位置、姿态均不受控制情况下,具有外部扰动与参数不确定的自由漂浮空间机械臂系统关节空间轨迹跟踪的控制问题。