漂浮基空间机器人自适应切换迭代学习控制方案研究
发布时间：2020-12-13 09:50
随着人类空间技术的空前飞速发展,在太空中进行各种活动变得越来越频繁,这极大地推动了能够替代宇航员进行舱外操作的空间机器人的技术研究。但是,燃料消耗、载荷未知、外部干扰以及系统内部参数变化等一系列不确定性因素又存在于在太空环境中作业的空间机器人。同时,考虑到空间机器人的柔性因素(如基座弹性和柔性关节)在现实中的影响愈加不可忽视。在此研究背景下,本文针对系统存在内部参数变化、外部干扰以及载荷变化等不确定问题,设计了基于饱和函数的自适应切换迭代学习控制器对空间机器人系统进行轨迹追踪控制。首先,进行空间机器人的建模,利用拉格朗日方程并结合动量守恒,讨论了刚性单臂空间机器人的系统动力学和运动学方程的分析。针对关节柔性问题,利用假设模态法,推导了柔性关节空间机器人的动力学方程。而针对基座弹性问题,则是利用第二类拉格朗日方程并耦合动量守恒定律,推导出基座弹性影响下漂浮基空间机器人系统的动力学方程。这些研究内容将为后续的控制方案设计提供理论基础。其次,考虑到系统的未知参数的边界问题,对刚性单臂空间机器人设计了一种基于饱和函数的自适应迭代学习控制器,实现了机械臂关节角的追踪控制。再者,针对载荷变化、系统...
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２国外在轨机器人研制历程??Ｆｉｇ?１－２?Ｐｒｏｃｅｓｓｏｆ?ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?ｏｆ?ｓｐａｃｅ?ｍａｎｉｐｕｌａｔｅｒ?ｒｏｂｏｔｓ?ａｂｒｏａｄ??
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法显得刻不容缓。基于以上背景，元波等％６４］］利用奇异摄动法讨论了基座弹性情??况下空间机械臂的轨迹跟踪控制，并采用线性二次最优控制和ＴＯ反馈控制来抑??制基座弹性振动。存在弹性基座的空间机器人如图１－４和图１－５所示。??图１－４移动基座的加拿大二号臂??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊幂次趋近律的漂浮基空间机器人快速滑模控制[J]. 童超,陈力. 机械设计与制造工程. 2016(10)
[2]一种工业机器人轨迹跟踪的自适应切换控制方法（英文）[J]. 杨振,费树岷,王芳,鲍安平,刘顾全. Journal of Southeast University(English Edition). 2016(02)
[3]考虑未知负载的机械臂任务空间模糊跟踪控制[J]. 徐恩华,徐燕,黄宇飞. 中山大学学报(自然科学版). 2016(02)
[4]随机振动机械臂的自适应鲁棒滑模控制[J]. 姚来鹏,侯保林. 中国机械工程. 2016(05)
[5]空间机器人发展现状与思考[J]. 林益明,李大明,王耀兵,王友渔. 航天器工程. 2015(05)
[6]无根欠驱动冗余机器人动力耦合特性研究[J]. 李娜,赵铁石,姜海勇,王家忠. 机械工程学报. 2016(09)
[7]平面4自由度欠驱动机器人的位置和姿态控制[J]. 余跃庆,梁浩,张卓. 机械工程学报. 2015(13)
[8]时滞柔性关节机械臂自适应位置/力控制[J]. 陈明金,李树荣,曹乾磊. 控制理论与应用. 2015(02)
[9]漂浮基弹性基座空间机械臂的鲁棒控制[J]. 元波,陈力. 力学季刊. 2014(04)
[10]考虑模型不确定性和时延的静止无功补偿器自适应滑膜控制器设计[J]. 王曦,王渝红,李兴源,苗淼. 物理学报. 2014(23)
本文编号：2914355
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２国外在轨机器人研制历程??Ｆｉｇ?１－２?Ｐｒｏｃｅｓｓｏｆ?ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?ｏｆ?ｓｐａｃｅ?ｍａｎｉｐｕｌａｔｅｒ?ｒｏｂｏｔｓ?ａｂｒｏａｄ??
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法显得刻不容缓。基于以上背景，元波等％６４］］利用奇异摄动法讨论了基座弹性情??况下空间机械臂的轨迹跟踪控制，并采用线性二次最优控制和ＴＯ反馈控制来抑??制基座弹性振动。存在弹性基座的空间机器人如图１－４和图１－５所示。??图１－４移动基座的加拿大二号臂??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊幂次趋近律的漂浮基空间机器人快速滑模控制[J]. 童超,陈力. 机械设计与制造工程. 2016(10)
[2]一种工业机器人轨迹跟踪的自适应切换控制方法（英文）[J]. 杨振,费树岷,王芳,鲍安平,刘顾全. Journal of Southeast University(English Edition). 2016(02)
[3]考虑未知负载的机械臂任务空间模糊跟踪控制[J]. 徐恩华,徐燕,黄宇飞. 中山大学学报(自然科学版). 2016(02)
[4]随机振动机械臂的自适应鲁棒滑模控制[J]. 姚来鹏,侯保林. 中国机械工程. 2016(05)
[5]空间机器人发展现状与思考[J]. 林益明,李大明,王耀兵,王友渔. 航天器工程. 2015(05)
[6]无根欠驱动冗余机器人动力耦合特性研究[J]. 李娜,赵铁石,姜海勇,王家忠. 机械工程学报. 2016(09)
[7]平面4自由度欠驱动机器人的位置和姿态控制[J]. 余跃庆,梁浩,张卓. 机械工程学报. 2015(13)
[8]时滞柔性关节机械臂自适应位置/力控制[J]. 陈明金,李树荣,曹乾磊. 控制理论与应用. 2015(02)
[9]漂浮基弹性基座空间机械臂的鲁棒控制[J]. 元波,陈力. 力学季刊. 2014(04)
[10]考虑模型不确定性和时延的静止无功补偿器自适应滑膜控制器设计[J]. 王曦,王渝红,李兴源,苗淼. 物理学报. 2014(23)
本文编号：2914355
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