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空间机器人路径规划综合优化方法
  • ISSN号:1673-8748
  • 期刊名称:《航天器工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP24[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]北京空间飞行器总体设计部,北京100094
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2013CB733000)和装备预先研究项目“航天器在轨服务技术”(617010105)
中文摘要:

执行复杂操作的空间机器人常具有冗余自由度,从而可以在执行任务过程中通过关节参数的合理规划对指定目标进行优化。振动和操作灵活性是评价空间机器人性能和任务完成质量的两项重要指标,而关节力矩的大小是影响振动的重要因素。文章提出了一种路径规划综合优化方法,在对机器人末端运动速度进行优化处理的基础上,利用其冗余自由度,对关节力矩和评价操作灵活性的条件数指标进行综合优化。以平面3自由度机器人为对象建立数学模型,并在零重力环境下对相同任务进行数学仿真。仿真结果显示,采用文章优化方法,关节力矩与操作灵活性指标均得到了有效优化,验证了所提出方法的有效性。

英文摘要:

Space robots for complicated missions are usually redundant, so they can finish mis- sions with different selection of joints parameters to fulfill different optimization objectives. Vibration and flexibility of movement are two important criteria for evaluating performance of space robots, and magnitude of joints torque is an important factor which can affect the vibration. For path-planning this paper proposes a method which can simultaneously optimize joints torque and condition number, based on the optimization of the velocity of robot end and by employing the redundant DOF (degree-of-freedom) of robot. A strategy for smoothing the velocity curve of end-effector is also employed in this method. A simulation study is conducted in this paper. In this study, the simulated subject is a planar 3-DOF robot in zero-gravity environment, a mathe- matical model is established and two results of the same mission with different path-planning are presented. By contrasting their results, effectiveness of the proposed method is proved, including the optimization of torque and condition number.

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期刊信息
  • 《航天器工程》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国航天科技集团公司
  • 主办单位:北京空间飞行器总体设计部 中国空间技术研究院
  • 主编:彭成荣
  • 地址:北京市5142信箱116分箱
  • 邮编:100094
  • 邮箱:htq501@139.com
  • 电话:010-68746793 68746067
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-8748
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5574/V
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:3159