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以Lyapunov方法为基础,讨论了载体姿态与位置均不受控制的双臂空间机器人系统的避障碍分级非完整运动规划问题.该方法充分利用系统的非完整动力学性质,以系统动量矩守恒关系及运动Jacobi关系为基础,建立控制设计所需的系统状态方程及控制输出方程;并在Lyapunov函数的选取上采用两级采取方式,即初级Lyapunov函数确保双臂空间机器人的两个末端抓手从初始位置运动到指定的终点位置,次级Lyapunov函数则确保两个末端抓手避开工作空间中的障碍区域;两级合成则使双臂空间机器人的两个末端抓手既实现了指定的位置移动又避开了障碍区域.系统数值仿真,证明了方法的有效性. 相似文献
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动力学奇点在漂浮基双臂空间机器人姿态无扰运动规划中的应用 总被引:3,自引:1,他引:3
讨论了载体位置、姿态均不受控制的双臂自由浮动空间机器人的无扰运动规划问题.结合系统的动量及动量矩守恒关系,证明了动力学奇点的存在,并导出了动力学奇点的数学解析求解公式.在此基础上,利用动力学奇点给出了双臂自由浮动空间机器人载体姿态无扰运动路径的规划设计方法.该方法有助于空间环境下遥控机械手辅助航天器对接等任务操作的运动规划。 相似文献
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双臂机器人协调动力学及其优化 总被引:3,自引:0,他引:3
通过引入“虚铰”概念,将双臂机器人协调动力学问题统一归结为约束多体系统的动力学问题。利用子系统牛顿-欧拉递推法获得的单臂机器人的动力学方程以及静力传递与速度传递间的对偶关系,很方便地导出了双臂机器人的动力学方程与回路约束方程,回路约束方程的建立无需增加额外的计算。此外,文中还对双臂机器人协调动力学的求解及其优化问题进行了讨论,最后以一搬运双臂机器人为例进行了动力学的计算机辅助优化,获得了令人满意的结果。文中所得结论对双臂机器人的设计与控制均具有一定的参考价值。 相似文献
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双臂空间机器人关节运动的一种增广自适应控制方法 总被引:1,自引:0,他引:1
讨论了载体位置、姿态均不受控制情况下,具有未知参数的自由漂浮双臂空间机器人系统的自适应控制问题.由于此类机器人系统具有结合系统动量及动量矩守恒关系得到完全能控形式的系统动力学方程,以及系统惯性参数不符合惯常的线性函数关系的特点,因而地面机器人的控制方法在此难以直接推广应用.为了克服上述难点,仅将系统动量守恒关系耦合到系统动力学方程当中,而不耦合系统动量矩守恒关系,结果得到一组欠驱动形式的系统动力学方程.该系统动力学方程的优点是关于一组组合惯性参数能保持惯常的线性函数关系.以此为基础,并借助增广变量法,针对双臂空间机器人末端爪手所持载荷参数未知的情况,设计了关节空间轨迹跟踪的自适应控制方案.该控制方案的显著优点为,不需要测量、反馈双臂空间机器人漂浮基的位置、移动速度和移动加速度.系统的数值仿真,证实了方法的有效性. 相似文献
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双臂空间机器人对目标的协同操作具有负载能力大、定位精度高的特点,同时存在着闭链运动和控制力约束条件.本文以双臂六自由度空间机器人为研究对象,针对同一目标的搬运操作任务,建立了闭链系统的动力学模型.基于机器人和目标的虚切断铰接结构,以操作臂为刚性运动,协作臂为柔性运动的操作模式,分别设计了关节跟踪控制律和柔顺阻尼控制律.基于实例进行了运动仿真,验证了双臂协同控制算法的有效性. 相似文献
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谐波减速器和力矩传感器等柔性元件广泛应用于空间机器人关节系统,以获取高减速比.这些柔性元件为空间机器人系统引入关节柔性,使得对其的稳定控制变得更为复杂.本文讨论研究了参数不确定双臂关节柔性空间机器人基于有限差分法的智能递阶控制及弹性振动抑制.运用递阶系统理论、动量守恒原理及第二类拉格朗日方法推导出系统递阶动力学模型.利用该模型,设计了基于模糊回归神经网络的非奇异Terminal滑模控制算法和基于有限差分法的滑模控制算法.采用模糊回归神经网络(Recurrent Fuzzy Neural Network,RFNN)逼近系统的不确定部分.为避免复杂的求导计算及角加速度可测要求,利用基于有限差分法的滑模控制来抑制柔性关节振动.由于设计控制器过程中未涉及惯常的奇异摄动双时标分解操作,该控制算法理论上具有适合任意大小关节柔性刚度的优点.系统对比仿真试验证明了智能递阶控制算法优于传统基于奇异摄动法的控制方案. 相似文献
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双臂空间机器人系统运动规划的双向逼近方法 总被引:11,自引:2,他引:11
基于双向逼近方法,讨论了载体位置与姿态均不受控制的双臂空间机器人系统的运动规划问题.该方法以系统动量和动量矩守恒关系为基础,建立了控制系统设计所需系统状态方程;并通过对系统状态方程应用双向逼近方法,获得了机械臂关节角的控制输入方程,从而达到对载体姿态及机械臂关节角的双重控制效果.该方法的优点是减少了载体姿态控制燃料的消耗,有效地延长了空间机器人系统的使用寿命.系统数值仿真证明了该方法的有效性. 相似文献