空间机器人双臂捕获卫星后闭链系统的滑模变结构控制

摘要：

研究了双臂空间机器人系统捕获目标时发生碰撞的冲击效应及之后形成的闭链系统的稳定控制问题.针对具有漂浮基的空间机器人系统及目标系统,分别采用拉格朗日第二类方程及牛顿欧拉法分别建立其动力学模型.在双臂空间机器人捕获目标的过程中,利用力的传递关系及运动几何关系,分析了两者的瞬间碰撞冲击效应.对于两者接触后形成翻滚的联合体系统,结合闭环约束条件及总动量守恒原则,获得了闭链系统动力学方程;并设计了滑模变结构控制方案,以完成镇定运动控制.考虑到空间机器人闭链系统存在控制器冗余的情况,运用最小权值范数法,均衡分配各关节力矩.最后采用数值仿真实验模拟了碰撞冲击效应及镇定过程,并验证了上述控制方案的有效性.

关键词：漂浮基、双臂空间机器人、闭链系统、碰撞冲击、镇定控制

所属期刊栏目：23

分类号：TP241;V444(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金11372073,11072061

在线出版日期：2017-06-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：311-319