空间机械臂辅助深层采样阻抗控制策略

作     者：聂佳伟 辛鹏飞 荣吉利 王瑞 潘成龙 程修妍 NIE Jiawei;XIN Pengfei;RONG Jili;WANG Rui;PAN Chenglong;CHENG Xiuyan

作者机构：北京理工大学宇航学院北京100081 北京空间飞行器总体设计部北京100094 齐鲁工业大学(山东省科学院)数学与统计学院济南250353 

基　　金：“十三五”民用航天预研项目(D020205) 

出 版 物：《宇航学报》 (Journal of Astronautics)

年 卷 期：2022年第43卷第5期

页      码：580-592页

摘      要：针对空间机械臂辅助深层采样任务中的建模与控制问题,基于刚体李群SO(3)方法对机械臂进行建模。通过梯形规划对机械臂进行轨迹规划,采用阻抗控制方法控制机械臂运动。推导了李群SO(3)模型下机械臂关节空间与末端笛卡尔空间之间的雅可比矩阵,并且得到了两个空间的相互转换关系。采用锥互补方法计算采样机械臂与复杂接触面的碰撞力,并基于非光滑算法求解锥互补条件与系统动力学方程。通过对比位置控制与阻抗控制,证明了阻抗控制在实际应用过程中能够更加柔顺地控制机械臂与接触面进行接触。通过对控制参数进行调整,探究了不同控制参数对机械臂控制的影响,优化得到了合适的控制参数,从而能控制机械臂辅助完成深层采样的任务。

主 题 词：空间机械臂 阻抗控制 锥互补 深层采样 

学科分类：08[工学] 0835[0835] 0701[理学-数学类] 0811[工学-水利类] 080101[080101] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3873/j.issn.1000-1328.2022.05.004

馆 藏 号：203112057...