中性浮力实验中漂浮基座与机械臂的动态标度规划方法技术
【技术实现步骤摘要】
中性浮力实验中漂浮基座与机械臂的动态标度规划方法
本专利技术涉及空间微重力模拟领域，具体涉及一种中性浮力实验中漂浮基座与机械臂的动态标度规划方法，通过改变机械臂的惯性力和环境力，使基座位姿保持稳定。
技术介绍
中性浮力实验是航天领域新兴起的一种研究方法。所谓中性浮力是指当物体处于液体中时，如果物体的密度与液体的密度相同，则该物体能够在液体中的任意一点悬浮。中性浮力模拟空间微重力效应的方法也称为液体浮力平衡重力方法，就是利用液体对物体的浮力抵消物体的重力，使物体处于悬浮状态。已经公开的技术有：YuichiroTaira,ShinichiSagara,MasahiroOya.Arobustcontrollerwithintegralactionforunderwatervehicle-manipulatorsystemsincludingthrusterdynamics[C].Kumamoto,Japan:InternationalConferenceonAdvancedMechatronicSystems,2014:415-420在已知UVMS和推力器的动力学参数，...
【技术保护点】
一种中性浮力实验中漂浮基座与机械臂的动态标度规划方法，其特征在于：第一步、在水池坐标系中设定机械臂末端执行器的轨迹，并在轨迹内插入一个路径点序列，进而将轨迹划分为n段执行；第二步、在n段轨迹上建立n个三阶多项式方程，将每段轨迹通过逆运动学方程计算成相应的关节变量q(t)；第三步、求解标定因子；3.1)求解机械臂的期望轨迹，根据任务要求确定基座的期望位置、期望姿态以及期望运动状态；3.2)将基座和机械臂的期望运动参数代入递归算法进行动力学逆解，确定轨迹；机械臂对基座产生的合力以及合力矩表示为τi(t)；基座在水下期望位置、期望姿态以及期望运动状态下受到的合力及合力矩表示为τw...
【技术特征摘要】
1.一种中性浮力实验中漂浮基座与机械臂的动态标度规划方法，其特征在于：第一步、在水池坐标系中设定机械臂末端执行器的轨迹，并在轨迹内插入一个路径点序列，进而将轨迹划分为n段执行；第二步、在n段轨迹上建立n个三阶多项式方程，将每段轨迹通过逆运动学方程计算成相应的关节变量q(t)；第三步、求解标定因子；3.1)求解机械臂的期望轨迹，根据任务要求确定基座的期望位置、期望姿态以及期望运动状态；3.2)将基座和机械臂的期望运动参数代入递归算法进行动力学逆解，确定轨迹；机械臂对基座产生的合力以及合力矩表示为τi(t)；基座在水下期望位置、期望姿态以及期望运动状态下受到的合力及合力矩表示为τw(t)；3.3)把τs(t)和τw(t)通过公式分配给各个推进剂，分别表示为τspk(t)和τwpk(t)，其中k＝1,2,.....,6，求解分配到推进器k的|τspk(t)|在时间ti-1和ti之间的最大值|τspkmax(tkm)|，τwpk(t)在此时刻的值为τwpk(tkm)；3.4)已知每个理想推进器的最大推力均为τpmax，每个推进器的标度因子ci(k)为：3.5)选择六个标度因子的最大值max(ci(k))作为机械臂期望轨迹的标度因子ci；第四步、对重新标定的机械臂轨迹进行求解，在每段关节空间轨迹中通过相同的规则分别求得轨迹动态标度，形成多个新的轨迹，路径相同而时间规律不同的运动轨迹表达式如下：2.根据权利要求1所述中性浮力实验中漂浮基座与机械臂的动态标度规划方法，其特征在于，第一步轨迹路径的参数表达式为：P＝f(s)；其中，s为路径长度，P为末端执行器在水池坐标系中的坐标；当t＝0时s＝0，当t＝tf时s＝sf。3.根据权利要求1所述中性浮力实验中漂浮基座与机械臂的动态标度规划方法，其特征在于，第二步n个三阶多项式方程定义为Πi(t)，i＝1,2,…,n，通用约束条件为：Πi(ti-1)＝qei-1；Πi(ti)＝qei；对应速度根据下列规则进行计算：1
【专利技术属性】
技术研发人员：朱战霞，张光辉，宋江舟，袁建平，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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