控制与决策

作者：艾海平,陈力

单位：福州大学 机械工程及自动化学院，福建 福州 350116,,福州大学 机械工程及自动化学院，福建 福州 350116,

关键词：弹簧类柔顺装置;空间机器人;捕获航天器操作;避撞柔顺控制;复合误差自抗扰控制

基金：国家自然科学基金项目(11372073)；福建省工业机器人基础部件技术重大研发平台项目(2014H21010011).

讨论空间机器人在轨捕获非合作航天器过程避免关节受冲击力矩破坏的避撞柔顺控制问题.在机械臂与关节电机之间配置一种弹簧类柔顺装置-----旋转型串联弹性执行器(RSEA),其作用在于:1)在捕获碰撞阶段,可通过其内置弹簧的变形吸收碰撞产生的能量;2)在镇定运动阶段,结合避撞柔顺策略适时开、关电机,以保证关节所受冲击力矩受限在安全范围.首先,应用拉格朗日方法和牛顿-欧拉法分别得到捕获前空间机器人及目标航天器系统动力学方程;然后,结合整个系统动量守恒关系,捕获操作后速度约束关系及力的传递规律,建立捕获后两者形成联合体系统的动力学方程;最后,针对失稳的联合体系统提出一种基于复合误差的避撞柔顺自抗扰控制方案以实现其镇定控制.系统数值仿真结果表明了上述避撞柔顺策略的有效性.

来源：2021年第2期

《控制与决策》期刊编辑部

查看控制与决策杂志2021年第2期