动态规划求解空间双臂机器人非完整运动最优控制问题

摘要：

通过自适应动态规划研究自由漂浮空间双臂机器人运动的最优控制问题.针对空间双臂机器人的非完整性运动,采用自适应动态规划(Adaptive Dynamic Programming,ADP)方法求解其最优控制问题.根据多体动力学理论,推导了载体位置、姿态均无控制条件下,双臂空间机器人满足的系统动量守恒关系的非完整约束方程,并将其转化为控制系统的状态方程,从而将双臂空间机器人的非完整运动规划问题转化为对非线性系统的控制问题.文中根据自适应动态规划网络结构,利用神经网络来近似性能指标函数,进而用龙格库塔法求解状态变量.并给出了适合该类问题的一种效用函数具体表达式,保证了空间双臂机器人到达期望位置后不再继续运动.实现了对空间双臂机器人非完整运动规划的最优控制.数值仿真实验验证了ADP对求解空间双臂机器人非完整运动规划最优控制问题的有效性.

关键词：空间机械臂、非完整运动规划、最优控制、自适应动态规划、神经网络

所属期刊栏目：37

分类号：TP29(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金11472058

在线出版日期：2016-08-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：225-233