空间双臂机器人约束柔顺稳定控制方法技术

技术编号:24486654 阅读:42 留言:0更新日期:2020-06-12 23:49
本发明专利技术公开了一种空间双臂机器人的约束柔顺控制方法,推导了空间机器人的动力学模型;设计了调整期望运动的双层柔顺结构,协调了对目标操作以及机械臂之间挤压的柔顺;通过设计障碍李雅普诺夫函数,实现了对期望轨迹的约束跟踪;最后通过实例验证了本发明专利技术提出的方法的有效性。本发明专利技术通过生成柔顺期望轨迹实现了目标操作以及机械臂挤压之间的柔顺,并且约束了关节跟踪期望运动的控制性能,对抓捕后的非合作目标实现了可靠的双臂柔顺稳定控制。

Constraint compliance stability control method of space dual arm robot

【技术实现步骤摘要】
空间双臂机器人约束柔顺稳定控制方法
本专利技术涉及一种空间双臂机器人的柔顺控制方法,特别针对空间机器人抓捕非合作目标后的稳定控制任务。
技术介绍
空间机器人抓取在轨目标是在轨服务任务所需的重要关键基础技术之一。在现有的研究中,研究人员通常将抓捕任务按序分为三个阶段,即抓捕前、抓捕中以及抓捕后。空间机器人在抓捕前、中两个阶段中操纵机械臂末端靠近抓捕点,并且实现机械臂末端与抓捕点的握紧。在抓捕后阶段,空间机器人的机械臂和基座协同操作,完成对目标的稳定或者重构任务。在整个抓捕任务中,抓捕前、中段的任务目标分别侧重于操作最优性的保证以及接触安全的保障。而抓捕后阶段与前两个阶段不同,抓捕后阶段任务要求空间机器人在保证机械臂末端与被抓捕目标接触安全的同时提高操作效率。相较于空间单臂机器人,空间双臂机器人能够满足大载荷操作的任务需求,适用于更多的空间非合作目标。因此,空间双臂机器人协调控制效率与操纵安全的控制方法是现阶段研究的重点。对于惯性参数不确定的翻滚目标,根据估计参数设计的期望运动轨迹并不安全。在跟踪期望运动的过程中,末端接触可能对抓捕点造成损本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间双臂机器人约束柔顺稳定控制方法,其特征在于:包括以下步骤:/n步骤1:建立空间双臂机器人动力学模型:/n

【技术特征摘要】
1.一种空间双臂机器人约束柔顺稳定控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:建立空间双臂机器人动力学模型:



其中Hc为空间机器人的惯性矩阵,cc为空间机器人所受到的科式力,为基座位置与机械臂关节角度组成的广义状态变量,维度为基座的6自由度加双机械臂的自由度2n,一共6+2n,n为机械臂关节个数,为基座加速度与机械臂关节角加速度组成的广义变量,u为系统控制输入,维度为6+2n,Je为机械臂关节以及基座到机械臂末端的雅阁比矩阵,fe为机械臂末端测量的接触力;
步骤2:根据控制律



计算系统控制输入u并进行空间双臂机器人控制;其中α为中间控制量,是维度为6+2n的列向量,单个元素的表达式为:

...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗建军夏鹏程王明明朱战霞马卫华袁建平
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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