基于量子粒子群优化算法的空间机器人非完整笛卡尔路径规划

作     者：史也 梁斌 王学谦 徐文福 SHI Ye;LIANG Bin;WANG Xueqian;XU Wenfu

作者机构：哈尔滨工业大学控制科学与工程系哈尔滨150001 深圳航天东方红海特卫星有限公司深圳518057 哈尔滨工业大学深圳研究生院深圳518055 

基　　金：国家自然科学基金(60805033) 国家高技术研究发展计划(863计划 2010AA7807014)资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2011年第47卷第23期

页      码：65-73页

摘      要：利用自由漂浮空间机器人系统的非完整冗余特性,提出一种可使基座姿态和机械臂末端位姿同时到达期望状态的路径规划方法。该方法首先通过正弦多项式函数对机械臂关节角轨迹进行参数化,并根据基座姿态和机械臂末端位姿控制精度指标设计目标函数,由此,将自由漂浮空间机器人系统的非完整笛卡尔路径规划问题转换为非线性系统的优化问题。采用量子粒子群优化算法对非线性优化问题进行求解,将求解出的参数代入机械臂关节轨迹函数,即实现了非完整路径规划的目标。建立由飞行基座和6-DOF机械臂组成的空间机器人系统动力学模型,对所提出的方法进行仿真验证。试验结果表明,所提出的方法能够收敛于全局最优值,收敛速度快,所需调整参数少,且规划的关节路径满足关节角、角速度及角加速度的范围,关节路径平滑,适合于机械臂的控制。

主 题 词：自由漂浮空间机器人 非完整路径规划 量子粒子群优化 姿态调整 在轨服务 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2011.23.065

馆 藏 号：203187271...