空间机器人目标捕获的自适应规划.pdf

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1、ComputerEngineeringandApp

2、ic口l{o憾计算机工程与电甩2011。47(22)57空间机器人目标捕获的自适应规划税海涛1，杨庆2，李迅1，马宏绪1SHUIHaita01，YANGQin92，LIXunl，MAHongxul1．国防科技大学机电工程与自动化学院，长沙4100732．装备指挥技术学院航天装备系，北京1014161．CollegeofElectromechanicalEngineering&Automation。NationalUniversityofDefenseTechnolog

3、y，Changsha410073，China2．DepartmentofSpaceEquipment．AcademyofEquipmentCommand＆Technology。Beijing101416，ChinaSHUIHaltao．YANGQing．LIXun．eta1．Adaptiveplanningforspacerobotsduringtargetcapture．ComputerEngineer-lngandApplications．2011。47(22)：57-60．．Abstract：Differentf

4、romthatof也efixed．baserobot．thedynamicparametersexistinthekinematicequationsofthespacerobot，Hencetheuncertaintiesofthedynamicparametersofthetargetmaybringfatalaccidentstothemotionplanningforspacerobotduringtargetcapture．n圮adaptiveplanningrelatedtothetargetcapture

5、byaspacerobotisdiscussedinthispaper．Thekinematicsofthefree-floatingspacerobotforcapturingtargetsisestablished．ThelinearizationofdynamicparametersortheircombinationintheJacobianandthemomentumconservationequationisdiscussed．Anewadaptiveplanningmethodispresented．Ap

6、lanarFFSRwitha2．DOFsmanipulatoriSselectedastheresearchobject．Validityofthemethodisdemonstrat-edbysimulationresults．Theadaptiveplanningmethodcanreducetheinfluencestothemotionplanningwithdynamicuncer-tainties．Thismethodgivesabilityoftrajectorytrackingpreciselyinta

7、skspacefortargetcapture．Keywords：spacerobot；targetcapture；adaptiveplanning摘要：与地面固定基座机器人不同的是，空间机器人的运动学方程中舍有动力学参数．在执行目标捕获任务时，目标动力学参数的不精确会给空间机器人的规划带来致命的影响．针对目标捕获后动力学参数不精确情况下的关节空间规划问题，在建立了自由飘浮空间机器人运动学模型的基础上，给出了雅可比矩阵及其动量守恒方程中的惯性参数以及惯性参数的组合参数线性化的具体形式，提出了一种关节空间的自适应规划方法

8、．以平面二连杆空间机器人为研究对象进行仿真验证．结果表明，所提出的自适应规划方法可以有效降低惯性参数不精确给运动规划带来的影响，为空间机器人执行目标捕获等任务时提供了任务空间内精确轨迹跟踪的能力．关键词：空间机器人；目标捕获；自适应规划DOI：10．3778／j．issn．1002．8331．2011．22．016文章编号：1002．833l(2011)22．0057-04文献标识码：A中网分类号：TP273l引言在人类征服太空的进程中，利用空间机器人进行在轨服务已经成为一种发展趋势。随着日本ETS．VII试验卫星的升

9、空“I以及美国的“轨道快车”计划的实施“1，利用空问机器人进行捕获与维修作业已成为空间技术研究的热点。与地面固定基座机械臂不同的是，空Ih]末lL械臂的运动学方程中包含了动力学参数。因此，在目标捕获后动力学参数不精确的情况下．空间机械臂运动规划问题成为研究难点。目前．针对空间机械臂的参数不确定情况下的规划与控制研究已有较多文献。S