基于阻抗控制的空間機(jī)械臂輔助對(duì)接研究.pdf

1、隨著中國(guó)載人航天事業(yè)的發(fā)展,建設(shè)中國(guó)自己空間實(shí)驗(yàn)室以及空間站系統(tǒng)是中國(guó)空間探索很關(guān)鍵的一步,尤其是在天宮一號(hào)交會(huì)對(duì)接圓滿完成之后,空間站的建設(shè)更是顯得迫在眉睫。
　　本文以空間站建設(shè)和組裝過(guò)程中的機(jī)械臂輔助轉(zhuǎn)位對(duì)接過(guò)程為背景,綜合考慮對(duì)空間站系統(tǒng)的影響最小,利用基于阻抗控制的控制策略完成輔助轉(zhuǎn)位對(duì)接。在轉(zhuǎn)位對(duì)接過(guò)程中,由于轉(zhuǎn)移的是一個(gè)重達(dá)幾十甚至幾百噸的飛船,負(fù)載質(zhì)量大、系統(tǒng)性強(qiáng)、各系統(tǒng)間存在強(qiáng)耦合,同時(shí)還要考慮轉(zhuǎn)位對(duì)接過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)

2、移飛船、目標(biāo)飛船以及輔助系統(tǒng),如機(jī)械臂系統(tǒng)的影響和制約,技術(shù)難度大。
　　首先介紹國(guó)內(nèi)外在轉(zhuǎn)位對(duì)接方面的情況,概括轉(zhuǎn)位對(duì)接在大負(fù)載、強(qiáng)耦合、系統(tǒng)相互制約等關(guān)鍵問(wèn)題,然后基于遞推的牛頓歐拉方程,建立了七個(gè)自由度的空間機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型,作為控制器的動(dòng)力學(xué)前饋,接著根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)被控對(duì)象的特點(diǎn),以及阻抗控制的原理和特點(diǎn),設(shè)計(jì)了控制器,并且進(jìn)行了工程簡(jiǎn)化,通過(guò)平面兩連桿驗(yàn)證算法的效果,最后把七自由度機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型、控制器模型、對(duì)接機(jī)構(gòu)動(dòng)力