双臂空间机器人捕获目标的力/位协调控制

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.201702026

系统仿真学报 ›› 2017, Vol. 29 ›› Issue (2): 424-429.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201702026

双臂空间机器人捕获目标的力/位协调控制

董楸煌¹, 陈力², 李海芸¹, 陈志勇²

1.福建农林大学机电工程学院,福建福州 350002;
2.福州大学机械工程及自动化学院,福建福州 350108

收稿日期:2015-11-05 修回日期:2016-01-10 出版日期:2017-02-08 发布日期:2020-06-01
作者简介:董楸煌(1985-),男,福建泉州,博士,讲师,研究方向为机器人动力学分析与控制。
基金资助:
国家自然科学基金(11372073, 11502052),福建省自然科学基金(2016J05110)

Force/Position Control for Dual-arm Space Robot Capturing Object

Dong Qiuhuang¹, Chen Li², Li Haiyun¹, Chen Zhiyong²

1. College of Mechanical and Electronic Engineering, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China;
2. School of Mechanical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China

Received:2015-11-05 Revised:2016-01-10 Online:2017-02-08 Published:2020-06-01

摘要/Abstract

摘要： 研究双臂空间机器人捕获目标过程的动力学控制和仿真。利用第二类拉格朗日方程建立空间机器人动力学模型,并基于动量定理,计算捕获目标过程机器人漂浮基座和机械臂运动状态受到的碰撞影响效应。针对捕获目标后形成的闭链系统,设计力/位形协调控制算法对系统的运动状态和目标的夹持内力进行控制,以保证捕获过程系统的稳定性、可靠性和安全性。基于动力学模型和控制算法进行数值仿真,仿真结果验证了上述控制算法的有效性。

关键词: 双臂空间机器人, 捕获目标, 碰撞, 闭链系统, 力/位形控制

Abstract: The dynamics control and simulation of dual-arm space robot capture object was studied. The dynamics model of space robot was derived by the second Lagrange equation, for the object capture process, the impact influence on space robot base and arm was calculated by momentum theory. For the space robot and object close-chain system after capturing, a force/position coordinate control algorithm was designed to control the system motion and object clamp force; the stability, reliability and safety of capture process would be ensured by the control algorithm. The simulation result based on the dynamics model and control algorithm was carried out. The result indicates the validity of above analysis.

Key words: dual-arm space robot, capture object, impact, close-chain system, force/position control

中图分类号:

TP391.9

董楸煌, 陈力, 李海芸, 陈志勇. 双臂空间机器人捕获目标的力/位协调控制[J]. 系统仿真学报, 2017, 29(2): 424-429.

Dong Qiuhuang, Chen Li, Li Haiyun, Chen Zhiyong. Force/Position Control for Dual-arm Space Robot Capturing Object[J]. Journal of System Simulation, 2017, 29(2): 424-429.

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