参数未知双臂空间机器人姿态、关节运动的自适应控制-工程力学.pdf

第 26 卷第 3 期 Vol.26 No.3 工 程 力 学 2009 年 3 月 Mar. 2009 ENGINEERING MECHANICS 251 文章编号：1000-4750(2009)03-0251-06 参数未知双臂空间机器人姿态、关节运动的 自适应控制 *洪昭斌，陈 力 (福州大学机械工程及自动化学院，福州 350002) 摘 要：讨论了载体姿态受控、位置不受控情况下，具有未知载荷参数的漂浮基双臂空间机器人系统关节运动 的自适应控制问题。系统运动学、动力学分析结果表明，结合系统动量守恒关系及系统总质心定义得到的系统 动力学方程，可以表示为一组适当选择的系统组合惯性参数的线性函数。以此为基础，针对双臂空间机器人末 端爪手所持载荷参数未知的情况，设计了漂浮基双臂空间机器人姿态、关节协调运动的自适应控制方案。提出 的控制方案具有不需要反馈、测量漂浮基的位置、移动速度及移动加速度的显著优点。系统数值仿真，证实了 方法的有效性。 关键词：漂浮基双臂空间机器人；非线性系统；未知载荷；协调运动；自适应控制 中图分类号：TP241 文献标识码：A ADAPTIVE CONTROL SCHEMES FOR THE JOINT MOVEMENT OF FREE-FLOATING DUAL-ARM SPACE ROBOT SYSTEM * HONG Zhao-bin , CHEN Li (College of Mechanical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350002, China) Abstract: An adaptive controller is proposed for a space robot system with unknown payload parameters. The dynamic equations of dual-arm space robot system are derived through the Lagranian formulation. The obtained dynamic equation can be represented by a group of inertial parameters. Based on the results and recognizing the payload parameters are unknown, an adaptive controller is designed for the robot system to track the desired trajectory. In particular, neither the position, the velocity are required, nor the acceleration of the base. Finally, the numerical simulation is carried out, which confirms the controller proposed is feasible and effective. Key words: free-floating dual-arm space robot system; nonlinear system; unknown payloads; cooperative motion; adaptive control 空间技术的发展，使得空间机器人的应用越来 目前地面固定基机器人的自适应等控制方案难以 越广泛，其系统运动学、动力学与控制问题的研究