全程恒定基座姿态零扰动的空间机械臂轨迹规划

作     者：黄兴宏 贾英宏 徐世杰 卢山 HUANG Xinghong;JIA Yinghong;XU Shijie;LU Shan

作者机构：北京航空航天大学宇航学院北京100083 上海航天控制技术研究所上海200233 上海市空间智能控制技术重点实验室上海200233 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2017年第43卷第3期

页      面：488-496页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(11272027)~~ 

主　　题：自由漂浮空间机器人(FFSR) 轨迹规划 全程恒定基座姿态零扰动 可控性 控制函数参数化 

摘      要：本文研究了全程恒定基座姿态零扰动的自由漂浮空间机器人(FFSR)末端位姿轨迹规划的问题。针对无运动学冗余自由度的三关节平面FFSR系统,首先建立了其末端位姿与关节角之间的状态变换关系,然后给出了以基座姿态和关节角为状态变量的系统方程。根据该系统方程,利用非线性系统的可控性判据证明了在保证全程恒定基座姿态零扰动的前提下,对FFSR系统的末端位置和姿态同时作轨迹规划的可行性;再利用最优控制策略,将轨迹规划问题转换为最优控制问题,设计了一种全程恒定基座姿态零扰动的末端位姿轨迹规划方法。数值仿真验证了结论的正确性和设计方法的有效性。