基座与臂杆全弹性空间机器人的有限时间控制

• 作者: 陈力 黄小琴
• 来源期刊: 空间科学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 基座弹性 两柔性杆空间机器人 奇异摄动法 有限时间控制 主动抑振
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 所属期刊栏目: 空间探测技术
• 页码范围: 399-406
• 页数: 8页
• 分类号: V42|TP241
• 字数: 4717字
• 语种: 中文

摘要

探讨了基座、臂杆全弹性影响下,基于有限时间的漂浮基空间机器人系统轨迹跟踪以及柔性抑振问题.由于弹性基座与两柔性杆之间存在多重动力学耦合关系,此系统为高度非线性系统.将弹性基座与臂杆间的连接视为线性弹簧,利用拉格朗日第二类方程并结合假设模态法,推导出该系统的动力学模型;应用奇异摄动理论的两种时间尺度假设,将系统分解为表示刚性运动的慢变子系统和表示基座弹性、双柔杆振动的快变子系统.针对慢变子系统,设计了一种基于名义模型的有限时间控制器,保证完成刚性期望轨迹跟踪.设计的积分式滑模面具有有限时间收敛特性,比传统渐近收敛控制方法具有更快的收敛速度和更强的鲁棒性;对于快变子系统,采用线性二次型最优控制同时抑制弹性基座与两柔性杆的振动.Lyapunov理论证明了所提控制算法能使跟踪误差在有限时间内收敛到原点.仿真验证了控制方法的有效性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈力	福州大学机械工程及自动化学院福建省高端装备制造协同创新中心	230	1253	17.0	25.0
2	黄小琴	福州大学机械工程及自动化学院福建省高端装备制造协同创新中心	11	9	2.0	2.0