【摘要】：針對(duì)空間機(jī)械臂在軌環(huán)境復(fù)雜、約束繁多、任務(wù)多樣的特點(diǎn),提出了一種基于分層結(jié)構(gòu)的多約束任務(wù)規(guī)劃方法。將任務(wù)規(guī)劃過程劃分為任務(wù)剖面分析與任務(wù)中間點(diǎn)規(guī)劃兩個(gè)層次分別進(jìn)行。根據(jù)空間機(jī)械臂的工作特點(diǎn),提出一種采用狀態(tài)矩陣結(jié)合狀態(tài)掩碼的工作環(huán)境表征方式。在此基礎(chǔ)上,定義了三種空間機(jī)械臂原任務(wù)及其算子。基于分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)(Hierarchical task network,HTN)進(jìn)行任務(wù)剖面分析,將復(fù)雜任務(wù)拆解為原任務(wù)序列。系統(tǒng)梳理空間機(jī)械臂規(guī)劃參數(shù)集,針對(duì)因各類約束條件導(dǎo)致無法直接執(zhí)行的原任務(wù),在考慮資源優(yōu)化的同時(shí)利用改進(jìn)的A*算法對(duì)原任務(wù)進(jìn)一步劃分為多段簡(jiǎn)單路徑,并給出代價(jià)最小的任務(wù)中間點(diǎn)序列。以物體轉(zhuǎn)移任務(wù)為例通過仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了基于分層結(jié)構(gòu)的空間機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃方法的可行性與有效性。
[Abstract]:In view of the complexity of space manipulator in orbit environment, many constraints and diverse tasks, a multi-constraint task planning method based on hierarchical structure is proposed. The task planning process is divided into two levels: task profile analysis and task midpoint planning. According to the working characteristics of space manipulator, a working environment representation method based on state matrix and state mask is proposed. On this basis, three kinds of original tasks and operators of space manipulator are defined. Based on hierarchical task network (Hierarchical task network,HTN), task profile analysis is carried out, and complex tasks are disassembled into original task sequences. The system combs the space manipulator planning parameter set, aiming at the original task which can not be executed directly due to all kinds of constraints, while considering the resource optimization, the improved A* algorithm is used to further divide the original task into multiple simple paths. The sequence of intermediate points of the task with the least cost is given. Taking the object transfer task as an example, the feasibility and effectiveness of the space manipulator task planning method based on hierarchical structure are verified by simulation experiments.
【作者單位】： 北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院;
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃,2013CB733000) 國(guó)家自然科學(xué)基金(61403038)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：TP241

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫義;;地應(yīng)力及其在采礦工程中的應(yīng)用綜述[J];西部探礦工程;2017年07期

2 李俊平;張明;柳才旺;;高應(yīng)力下硬巖巷幫鉆孔爆破卸壓動(dòng)態(tài)模擬[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2017年03期

3 崔鐵軍;李莎莎;王來貴;馬云東;;不同采深煤(巖)體巖爆過程模擬分析[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2017年03期

4 張建民;張凱;曹志國(guó);張勇;;基于采動(dòng)-爆裂模型的導(dǎo)水裂隙帶高度計(jì)算方法[J];煤炭學(xué)報(bào);2017年06期

5 楊軍偉;趙忠義;陳才賢;梁華杰;;深井強(qiáng)沖擊礦壓煤層巷道控制技術(shù)數(shù)值模擬研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2017年03期

6 馬啟彪;;上馬鐵礦傾斜中厚礦體分段崩落法卸壓開采方案[J];現(xiàn)代礦業(yè);2017年05期

7 孫百鎖;暢毅科;;鹿臺(tái)山礦煤層瓦斯抽采難題與對(duì)策分析[J];煤炭工程;2017年05期

8 張海東;;深部巷道大直徑鉆孔卸壓數(shù)值模擬及參數(shù)設(shè)計(jì)[J];江西煤炭科技;2017年02期

9 周國(guó)輝;趙奎;李期森;趙銘久;;基于未確知測(cè)度理論評(píng)判模型的巖爆傾向性預(yù)測(cè)[J];中國(guó)鎢業(yè);2017年02期

10 田莉梅;張英;張景華;;深部開采高地應(yīng)力區(qū)鉆孔卸壓數(shù)值模擬及應(yīng)用[J];金屬礦山;2017年04期

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李東印;代治國(guó);李志勇;;高應(yīng)力煤巷卸壓孔參數(shù)數(shù)值模擬分析[J];煤炭工程;2014年09期

2 謝廣祥;胡祖祥;王磊;;工作面煤層瓦斯壓力與采動(dòng)應(yīng)力的耦合效應(yīng)[J];煤炭學(xué)報(bào);2014年06期

3 宋有福;胡安奇;袁猛;;淺析深井開采沖擊地壓防治技術(shù)[J];山東煤炭科技;2012年06期

4 尹光志;李銘輝;李文璞;蔣長(zhǎng)寶;曹偈;張千貴;;瓦斯壓力對(duì)卸荷原煤力學(xué)及滲透特性的影響[J];煤炭學(xué)報(bào);2012年09期

5 譚玉葉;杜建華;宋衛(wèi)東;楊陸海;梅林芳;;掛幫礦充填法開采對(duì)高陡邊坡及采場(chǎng)圍巖穩(wěn)定性的影響[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2012年07期

6 周宗紅;侯克鵬;任鳳玉;;分段空?qǐng)霰缆洳傻V法頂板穩(wěn)定性分析[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2012年04期

7 羅周全;管佳林;張旭芳;譚浪浪;;基于三維實(shí)測(cè)的復(fù)雜邊界礦柱回采崩礦方式數(shù)值優(yōu)化[J];湖南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年01期

8 冀東;紀(jì)洪廣;向鵬;;關(guān)于深部地應(yīng)力測(cè)量若干改進(jìn)技術(shù)的討論[J];礦業(yè)研究與開發(fā);2012年01期

9 李祥春;聶百勝;何學(xué)秋;張翔;楊濤;;瓦斯吸附對(duì)煤體的影響分析[J];煤炭學(xué)報(bào);2011年12期

10 陶干強(qiáng);任青云;羅輝;劉振東;;無底柱分段崩落法采場(chǎng)穩(wěn)定性分析[J];巖土力學(xué);2011年12期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 侯保林,樵軍謀,韓宏潮;一重載高速機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)與控制同時(shí)設(shè)計(jì)[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2004年01期

2 賈宏亮;姚瓊;黃強(qiáng);;基于質(zhì)量分配的空間機(jī)械臂剛度優(yōu)化[J];中國(guó)空間科學(xué)技術(shù);2008年03期

3 李斌;;月球車車載機(jī)械臂的研究進(jìn)展及關(guān)鍵技術(shù)探討[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;2008年03期

4 ;美大學(xué)研發(fā)腦波控制機(jī)械臂[J];機(jī)械研究與應(yīng)用;2009年01期

5 任美玲;陶大錦;;機(jī)械臂的研究與進(jìn)展[J];出國(guó)與就業(yè)(就業(yè)版);2012年02期

6 劉朋增;;基于移動(dòng)平臺(tái)的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)[J];企業(yè)導(dǎo)報(bào);2013年11期

7 ;手術(shù)用微型機(jī)械臂[J];機(jī)器人情報(bào);1994年01期

8 賀棚梓;;升級(jí)版加拿大機(jī)械臂[J];太空探索;2014年02期

9 張暢;唐立軍;吳定祥;賀慧勇;司妞;李濤;;六軸機(jī)械臂在冰箱能耗檢測(cè)線中的軌跡分析[J];電子科技;2014年04期

10 楊孝文;;猴子學(xué)會(huì)用控制機(jī)械臂[J];共產(chǎn)黨員;2008年14期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王印超;賴小明;楊學(xué)寧;李建永;陳化智;陶建國(guó);;繩驅(qū)式表取采樣機(jī)械臂的設(shè)計(jì)研究[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2012年

2 張繼輝;;助力機(jī)械臂在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用[A];第九屆河南省汽車工程技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

3 黃登峰;陳力;;基于雙向映射神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的漂浮基空間機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)控制[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

4 陳瑞燕;梁輝;馮永;;用于深水水下設(shè)備下放安裝的多功能機(jī)械臂[A];第十三屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第13分會(huì)場(chǎng)-海洋工程裝備發(fā)展論壇論文集[C];2011年

5 朱華里;張芳;;電機(jī)控制下的一類彈性機(jī)械臂系統(tǒng)的鎮(zhèn)定[A];1996年中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];1996年

6 鄭樺;叢爽;魏子翔;;提高實(shí)際繪圖精度與速度的二自由度機(jī)械臂控制[A];2007年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議論文集[C];2007年

7 劉達(dá);王田苗;張浩;;一種用于輔助外科手術(shù)的機(jī)械臂設(shè)計(jì)[A];第十二屆全國(guó)機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2000年

8 韓清凱;張昊;高培鑫;劉金國(guó);;機(jī)械臂系統(tǒng)控制同步的非線性動(dòng)力學(xué)特性研究[A];第十四屆全國(guó)非線性振動(dòng)暨第十一屆全國(guó)非線性動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集與會(huì)議議程[C];2013年

9 梁捷;陳力;;漂浮基空間機(jī)械臂姿態(tài)與末端抓手協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的模糊變結(jié)構(gòu)滑模控制[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

10 劉慶杰;許向陽;戴亞平;;基于機(jī)械臂轉(zhuǎn)速的遠(yuǎn)程廣義最小方差控制[A];全國(guó)煉鋼連鑄過程自動(dòng)化技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 ;“鳳凰”輕舒機(jī)械臂,火星留下第一痕[N];新華每日電訊;2008年

2 葛秋芳;科學(xué)家讓猴子憑“意念”操縱機(jī)械臂抓取食物[N];新華每日電訊;2008年

3 毛毛;瑞典開發(fā)出不怕水的微型機(jī)械臂[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2000年

4 ;瑞典開發(fā)出不怕水的醫(yī)用微型機(jī)械臂[N];中國(guó)信息報(bào);2000年

5 王曉晨 潘晨;讓中國(guó)“臂”炫舞太空[N];中國(guó)航天報(bào);2012年

6 田兆運(yùn) 張曉祺;“玉兔號(hào)”:機(jī)械臂投放測(cè)試成功，，即將開始休眠[N];新華每日電訊;2013年

7 通訊員 祁登峰 記者 付毅飛;“玉兔”機(jī)械臂成功實(shí)施首次科學(xué)探測(cè)[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

8 子虎;未來做手術(shù)動(dòng)口不動(dòng)手[N];北京科技報(bào);2004年

9 張雪松;“衛(wèi)星抓衛(wèi)星”緣何有人不安[N];中國(guó)航天報(bào);2013年

10 ;連續(xù)式熔銅擠壓機(jī)械臂[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 郭宇飛;不確定彈藥自動(dòng)裝填系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制研究[D];南京理工大學(xué);2015年

2 武遵;適用于核聚變反應(yīng)艙的多關(guān)節(jié)機(jī)械臂關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

3 江沛;復(fù)雜約束下的串聯(lián)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)控制方法研究[D];浙江大學(xué);2015年

4 東輝;冗余機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)及移動(dòng)平臺(tái)航位推算和軌跡規(guī)劃研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 宋韜;輪式移動(dòng)機(jī)械臂傾覆與滑移問題研究[D];上海大學(xué);2016年

6 黃水華;多約束下的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制算法研究[D];浙江大學(xué);2016年

7 王琨;提高串聯(lián)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)精度的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

8 杜濱;全方位移動(dòng)機(jī)械臂協(xié)調(diào)規(guī)劃與控制[D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

9 張鵬;機(jī)械臂協(xié)調(diào)操作柔性負(fù)載系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制[D];吉林大學(xué);2010年

10 唐志國(guó);機(jī)械臂操作柔性負(fù)載系統(tǒng)分布參數(shù)建模與控制方法研究[D];吉林大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 龐征博;船舶大分段劃線機(jī)械臂控制技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2012年

2 李彬;基于平行機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋螺栓擰緊機(jī)械臂的研發(fā)[D];華南理工大學(xué);2015年

3 劉彩鳳;不同重力環(huán)境下空間機(jī)械臂摩擦補(bǔ)償控制研究[D];燕山大學(xué);2015年

4 王海濱;基于TMS320F2812的一階機(jī)械臂控制系統(tǒng)的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

5 賈召敏;排爆機(jī)械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制研究[D];南京理工大學(xué);2015年

6 張會(huì)會(huì);某機(jī)械臂液壓系統(tǒng)可靠性分析[D];南京理工大學(xué);2015年

7 吳誠(chéng)驍;托卡馬克腔特種環(huán)境下內(nèi)窺機(jī)械臂閉環(huán)主動(dòng)冷卻系統(tǒng)研究[D];上海交通大學(xué);2015年

8 林俐;托卡馬克柔性內(nèi)窺機(jī)械臂剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模與仿真[D];上海交通大學(xué);2015年

9 謝廣慶;托卡馬克腔內(nèi)作業(yè)機(jī)械臂運(yùn)載車系統(tǒng)研究[D];上海交通大學(xué);2015年

10 岳宗帥;可重構(gòu)機(jī)械臂關(guān)節(jié)模塊控制器設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)控制研究[D];沈陽理工大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2485489