中国空间科学技术
中國空間科學技術
중국공간과학기술
Chinese Space Science and Technology
2015年
5期
15-21,32
,共8页
廖志祥%师鹏%赵育善%郑翰清
廖誌祥%師鵬%趙育善%鄭翰清
료지상%사붕%조육선%정한청
空间机械臂%轨迹跟踪%零反运动%比例-微分控制%多项式插值%航天器
空間機械臂%軌跡跟蹤%零反運動%比例-微分控製%多項式插值%航天器
공간궤계비%궤적근종%령반운동%비례-미분공제%다항식삽치%항천기
Space manipulator%Trajectory tracking%Zero reaction motion%PD control%Polynomial interpolation%Spacecraft
对具有初始动量的自由漂浮空间机械臂系统进行了研究,考虑其执行在轨任务时便已经具有的动量,根据系统的构型参数建立运动学模型,再采用拉格朗日第二类方程建立动力学模型.利用空间机械臂系统具有冗余自由度这一特性,推导运动学和动力学方程,得到了零反作用运动方程,消除了基座和机械臂之间的角速度耦合作用.末端运动轨迹用多项式插值函数来逼近,根据给定的机械臂末端初始和终止状态来规划其运动轨迹,并将机械臂末端的工作空间转换到关节空间中.根据已知的动力学模型,设计合适的比例-微分(PD)控制率.仿真结果表明,通过选择合适的增益反馈矩阵,机械臂末端能平稳地跟踪目标轨迹,同时,机械臂的运动不会对基座的姿态产生扰动,保证了基座姿态的稳定性及航天器的正常运行.
對具有初始動量的自由漂浮空間機械臂繫統進行瞭研究,攷慮其執行在軌任務時便已經具有的動量,根據繫統的構型參數建立運動學模型,再採用拉格朗日第二類方程建立動力學模型.利用空間機械臂繫統具有冗餘自由度這一特性,推導運動學和動力學方程,得到瞭零反作用運動方程,消除瞭基座和機械臂之間的角速度耦閤作用.末耑運動軌跡用多項式插值函數來逼近,根據給定的機械臂末耑初始和終止狀態來規劃其運動軌跡,併將機械臂末耑的工作空間轉換到關節空間中.根據已知的動力學模型,設計閤適的比例-微分(PD)控製率.倣真結果錶明,通過選擇閤適的增益反饋矩陣,機械臂末耑能平穩地跟蹤目標軌跡,同時,機械臂的運動不會對基座的姿態產生擾動,保證瞭基座姿態的穩定性及航天器的正常運行.
대구유초시동량적자유표부공간궤계비계통진행료연구,고필기집행재궤임무시편이경구유적동량,근거계통적구형삼수건립운동학모형,재채용랍격랑일제이류방정건립동역학모형.이용공간궤계비계통구유용여자유도저일특성,추도운동학화동역학방정,득도료령반작용운동방정,소제료기좌화궤계비지간적각속도우합작용.말단운동궤적용다항식삽치함수래핍근,근거급정적궤계비말단초시화종지상태래규화기운동궤적,병장궤계비말단적공작공간전환도관절공간중.근거이지적동역학모형,설계합괄적비례-미분(PD)공제솔.방진결과표명,통과선택합괄적증익반궤구진,궤계비말단능평은지근종목표궤적,동시,궤계비적운동불회대기좌적자태산생우동,보증료기좌자태적은정성급항천기적정상운행.
