控制与决策

作者：刘东博,陈力

单位：福州大学 机械工程及自动化学院，福州 350108,,福州大学 机械工程及自动化学院，福州 350108,

关键词：双臂空间机器人;在轨辅助对接;径向基神经网络;有限时间收敛;阻抗控制

基金：国家自然科学基金项目(51775114)；福建省工业机器人基础部件技术重大研发平台项目(2021HZ024006)；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(2021-C-275).

为实现在轨任务所需的快速高精度的力/位控制, 研究双臂空间机器人在轨辅助对接操作的阻抗控制问题. 首先, 利用Lagrange方法建立双臂空间机器人捕获操作后形成闭链混合体系统动力学方程，基于阻抗控制理论建立二阶线性阻抗模型和二阶近似环境模型; 接着, 利用径向基神经网络(RBFNN)对系统不确定因素进行分块逼近; 然后, 考虑有限时间内收敛的控制需求, 引入添加非线性项并经过分段式改良的快速非线性滑模面(FNSMS), 并通过设计边界层函数来抑制所引入的滑模项带来的抖振; 最后, 通过Lyapunov稳定性判定验证系统的稳定性. 仿真结果表明, 所提出控制算法收敛速度快、稳定性好、鲁棒性强, 可同时实现高精度的力/位控制, 其姿态控制精度优于0.5°, 位置控制精度优于0.001 m, 输出力的控制精度优于0.5 N, 满足双臂空间机器人在轨辅助对接操作的任务需求.

来源：2025年第7期

《控制与决策》期刊编辑部

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