双臂自由漂浮空间机器人关节空间的增广变结构鲁棒控制

摘要

本文讨论了载体位置与姿态均不受控制的情况下,双臂自由漂浮空间机器人系统的控制问题。结合系统动量守恒关系进行的运动学、动力学分析表明,可以得到一组与适当选择的惯性参数呈线性函数关系的、欠驱动形式的系统动力学方程.以此为基础,并采用增广变量的思想,克服了通常情况下,空间机器人系统动力学方程关于系统惯性参数呈非线性关系的难点。针对双臂空间机器人末端爪手所持载荷参数不确定,但误差范围可确定的情况,设计了漂浮基双臂空间机器人关节运动的变结构鲁棒控制方案。该控制方案的优点。在于:不需要反馈、测量漂浮基的位置、移动速度及移动加速度；且与自适应控制方案相比,化积分运算为简单四则运算,计算量大为减少,有利于实时应用。通过对一个平面双臂空间机器人系统的数值仿真,证实了算法的有效性。