微重力环境模拟作业训练机器人碰撞力反馈控制

• 作者: 肖鑫磊 宋达 李刚 张立勋 薛峰 林凌杰
• 来源期刊: 宇航学报
• 学科: 工学
• 关键词: 微重力环境 航天员 碰撞力反馈模型 复合控制
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 制导、导航、控制与电子|GNC and Electronics
• 页码范围: 1559-1570
• 页数: 12页
• 分类号: TP242
• 语种: 中文
• DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2021.12.009

摘要

针对航天员在地球表面进行微重力环境中操作训练时微重力环境模拟作业训练机器人存在的碰撞力反馈控制问题,建立碰撞力反馈模型、提出单个柔索驱动单元控制策略和机器人系统碰撞力反馈控制策略.利用Matlab/Simulink软件对碰撞力反馈模型和控制策略进行仿真验证,该模型和控制策略可以实现机器人碰撞力反馈,且具有计算量小、实时性好、不需要额外增加传感器等优势;结合提出的柔索驱动单元复合控制策略和机器人系统碰撞力反馈控制策略进行机器人碰撞力反馈控制实验,提高机器人控制的准确性和实时性.结果表明,基于干扰观测器的柔索驱动单元复合控制策略将柔索驱动单元主动控制精度提升11％,被动控制多余力消除率达到81.82％;机器人碰撞力反馈控制策略可以有效提升航天员作业训练时碰撞力临场感体验.