配置弹簧阻尼装置空间机器人双臂捕获卫星操作缓冲柔顺控制

摘要：

为了避免空间机器人双臂捕获卫星操作过程中关节被冲击载荷破坏,在电机与机械臂之间加入了一种弹簧阻尼装置(SDD).该装置不仅能够吸收、消耗冲击能量,还能配合所设计的缓冲柔顺策略将冲击力矩限在安全范围内.首先,针对捕获前的双臂空间机器人开环系统与目标卫星系统,分别利用耗散力Lagrange方程法与Newton–Euler法建立了其动力学模型.然后,结合动量定理、速度约束、闭链几何约束及牛顿第三定律,导出了捕获后的闭链混合体系统动力学模型.针对混合体系统的缓冲柔顺控制问题,提出一种基于模糊小波神经网络的强化学习控制策略,该策略通过自适应惩罚单元处理原始强化信号获得二次强化信号,具有极强的环境适应能力.最后,利用Lyapunov定理证明了系统的稳定性,数值仿真验证了弹簧阻尼装置的抗冲击性能及所提策略的有效性.

关键词：双臂空间机器人;弹簧阻尼装置;缓冲柔顺控制;模糊小波神经网络;强化学习

所属期刊栏目：39

资助基金：国家自然科学基金;福建省机器人基础部件与系统集成创新中心专项资金项目

在线出版日期：2022-02-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：117-129