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空间机器人在轨更换ORU的力/位混合控制方法
  • ISSN号:1000-1328
  • 期刊名称:宇航学报
  • 时间:2013.10.30
  • 页码:1353-1361
  • 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]哈尔滨工业大学深圳研究生院,深圳518055, [2]深圳市数字化制造技术重点实验室,深圳518055
  • 相关基金:国家自然科学基金(61175098,51205078);机器人技术与系统国家重点实验室开放基金(SKLRS-2012-MS-05)
  • 相关项目:空间机器人捕获大挠性非合作航天器的动力学与控制研究
中文摘要:

针对ORU在轨更换任务,首先推导了空间机械臂末端自由、末端与环境接触等情况下的动力学方程,并提出了相应的接触力计算方法;其次,改进了传统的R—C控制方法,采用加权选择矩阵代替原有的选择矩阵,实现了力控制与位置控制之间的平滑切换;最后,开发了基于Matlab/Simulink的闭环控制仿真系统,该系统由多体动力学、接触动力学、轨迹规划、力/位混合控制、3D显示等模块组成。利用该系统开展了ORU转移与安装过程的闭环控制仿真,仿真结果校验了所提方法的有效性。

英文摘要:

Aiming at the ORU on-orbit replacement task, the system dynamics equations are firstly derived under the conditions that the end-effector is free or the end-effector contacts with the enviromnent. The corresponding computational methods of the contact forces are proposed. Secondly, the traditional R-C control method is modified by using weighted selection matrix to replace the original selection matrix, thus achieving a smooth switching between the force control and the position control. Lastly, a closed-loop simulation system based on Matlab/Simulink is developed. It is composed of muhi- body dynamics, contact dynamics, trajectory planning, hybrid force/position control, 3D display modules, et al. By using the system, the closed-loop control simulation of the ORU transfer and installation process is carried out. The simulation results verify the proposed method.

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期刊信息
  • 《宇航学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国宇航学会
  • 主编:杜善义
  • 地址:北京市海淀区阜成路8号主楼306
  • 邮编:100048
  • 邮箱:yhxb@vip.163.com
  • 电话:010-68768614 68767316
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1328
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2053/V
  • 邮发代号:2-167
  • 获奖情况:
  • 2006、2011年百种中国杰出学术期刊,2007年中国科协精品科技期刊工程,2006-2008年中国科技期刊优秀学术论文奖,2011年《中国精品科技期刊》称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17670