資源描述：
《控制力矩陀螺驅(qū)動的空間機(jī)器人軌跡跟蹤控制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、2014年3月第40卷第3期北京航空航天大學(xué)學(xué)報JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsMarch2014V01．40NO．3控制力矩陀螺驅(qū)動的空間機(jī)器人軌跡跟蹤控制賈英宏趙楠徐世杰(北京航空航天大學(xué)宇航學(xué)院，北京100191)摘要：提出一種新的空間機(jī)器人設(shè)計概念，并研究其軌跡跟蹤控制問題．系統(tǒng)中的各機(jī)械臂以自由球鉸連接，在機(jī)器人平臺和每節(jié)機(jī)械臂上均安裝有一組控制力矩陀螺(CMGs，ControlMomentGyroscopes)作為控制力矩執(zhí)行機(jī)構(gòu)．采用改進(jìn)的羅
2、格里得斯參數(shù)(MRPs，Modi-fiedRodriguesParameters)描述平臺和各節(jié)機(jī)械臂的姿態(tài)，利用Kane方程建立了系統(tǒng)的動力學(xué)模型．在此基礎(chǔ)上，用逆動力學(xué)方法設(shè)計了系統(tǒng)的軌跡跟蹤控制律，用以實現(xiàn)衛(wèi)星平臺的位置／姿態(tài)和機(jī)械臂末端作用器位置的軌跡跟蹤控制．采用帶有零運動的CMGs操縱律以使CMGs準(zhǔn)確輸出力矩并回避構(gòu)型奇異．基于兩關(guān)節(jié)機(jī)械臂系統(tǒng)和金字塔構(gòu)型CMGs的數(shù)值仿真結(jié)果驗證了所設(shè)計的控制律和操縱律的有效性，以及自由球鉸連接方式在提高末端作用器運動自由度和降低系統(tǒng)動力學(xué)耦合方面的優(yōu)越性．關(guān)鍵詞：空間機(jī)器人；控制
3、力矩陀螺；球鉸；軌跡跟蹤控制；Kane方程中圖分類號：TP242文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001—5965(2014)03-0285-07TrajectorytrackingcontrolofspacerobotactuatedbycontrolmomentgyroscopesJiaYinghongZhaoNanXuShijie(SchoolofAstronautics，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Anewde
4、signconceptofspaceroboticsystemwasproposed，aswellasatrajectorytrackingcontrolapproach．Unliketraditionalmanipulatorarms，thespacerobotemploysfreeballjointsasmanipulatorlinkconnections．Agroupofcontrolmomentgyroscopes(CMGs)，servingastorqueactuators，wasmountedoneachlinkand
5、thebase．ThemodifiedRodriguesparameters(MRPs)wereemployedtodescribetheatti·tudeofthebaseandthelinks，andtheequationsofmotionwerederivedbyusingKane’Sequations．Toac—complishtrajectorytrackingcontrolofboththebaseposition／attitudeandtheendeffectorposition，acontrollawwasdesi
6、gnedusingtheinversedynamicsmethod．AsteeringlawwithnullmotionwasadoptedforeachgroupofCMGstoachievesimultaneousdesiredtorqueoutputandsingularityconfigurationavoidance．Thesim·ulationresultsbasedonatwo-jointspacerobotsystemwithpyramid··configurationCMGsdemonstratetheeffee
7、--tivenessoftheproposedcontrollawandsteeringlaw，aswellastheballjointadvantageinincreasingthede—greesoffreedomoftheendeffectoranddecreasingthesystemdynamicalcoupling．Keywords：spacerobot；controlmomentgyro；balljoint；trajectorytrackingcontrol；Kane’Sequation空間機(jī)器人在在軌服務(wù)中具有廣闊
8、的應(yīng)用前景，其軌跡跟蹤控制問題也一直是航天領(lǐng)域的熱點問題?．然而，目前工程上已應(yīng)用的空間機(jī)器人均采用關(guān)節(jié)力矩驅(qū)動的方式，大多數(shù)理論研究也采用此類驅(qū)動方式．利用關(guān)節(jié)力矩驅(qū)動時，關(guān)節(jié)處的作用力矩／反作用力矩特性使得系統(tǒng)的動力收稿日期：2013_05·1
