針對空間機器人捕獲衛(wèi)星操作過程中,關節(jié)因受沖擊載荷而易造成沖擊破壞的問題,在關節(jié)電機與機械臂之間設計了一種彈簧阻尼緩沖機構.緩沖機構不僅能利用彈簧實現捕獲操作過程的柔順化,利用阻尼器實現碰撞能量的吸收及柔性振動的抑制;還能通過合理設計與之配合的避撞柔順策略使關節(jié)所受沖擊力矩限定在安全范圍內.首先,分別利用含耗散力Lagrange方程法與Newton-Euler法導出了碰撞前的空間機器人與被捕獲衛(wèi)星的分體系統(tǒng)動力學方程;然后,結合Newton第三定律、捕獲點的速度約束、各分體的位置約束獲得了捕獲后的混合體系統(tǒng)動力學方程,且基于動量守恒關系計算了碰撞沖擊效應與沖擊力;最后,提出了一種結合緩沖機構的避撞柔順強化學習控制方案,該方案通過實時與動態(tài)環(huán)境試錯交互得到懲罰信號,并利用懲罰信號對控制器進行優(yōu)化,實現對失穩(wěn)混合體系統(tǒng)的鎮(zhèn)定控制.利用Lyapunov定理證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;數值仿真驗證了緩沖結構的抗沖擊性能及所提策略的有效性.

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【文章目錄】：
1引言
2 SDBD模型結構及避撞策略
    2.1 SDBD模型結構
    2.2 避撞策略描述
3 空間機器人捕獲衛(wèi)星操作分析
    3.1 分體系統(tǒng)動力學建模
    3.2 碰撞沖擊效應與碰撞力計算
    3.3 混合體系統(tǒng)動力學建模
4 控制器設計
5 仿真模擬分析
    5.1碰撞過程彈簧阻尼緩沖機構抗沖擊性能模擬
    5.2鎮(zhèn)定控制過程柔順策略性能模擬
6結論



本文編號：4043021