利用多刚体系统动力学的方法对载体位置、姿态均不受控制的浮动基双臂空间机器人系统的运动学、动力学作了分析,并结合系统的动量守恒及动量矩守恒关系建立了系统的动力学方程。

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

讨论了载体位置不受控制情况下的双臂空间机器人姿态和关节协调运动的自适应与鲁棒控制问题。

结合系统动量(矩)守恒关系,对自由漂浮双臂空间机器人系统进行了运动学和动力学分析,得到了一组与适当选择的惯性组合参数呈线性关系的欠驱动系统动力学方程,采用增广变量思想,克服通常情况下,空间机器人系统动力学方程关于系统惯性参数呈非线性关系的难点,设计了漂浮基双臂空间机器人末端爪手跟踪基联坐标系内期望轨迹的增广变结构鲁棒控制方案。

讨论了载体位置与姿态均不受控情况下,漂浮基双臂空间机器人系统跟踪惯性空间轨迹的控制问题。