引用本文:李文龙,孔祥龙,裘俊,马伟,张晓静.空间冗余机械臂零反作用最优路径规划[J].上海航天,2020,37(5):30-36.
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空间冗余机械臂零反作用最优路径规划
李文龙1,孔祥龙1,2,裘俊1,马伟1,张晓静3
1.上海卫星工程研究所,上海200240;2.哈尔滨工业大学 航天学院,黑龙江 哈尔滨150001;3.上海交通大学 航空航天学院,上海 200240
摘要:
自由漂浮空间机械臂运动通过力传递会对其载体航天器产生反作用力和力矩,从而影响基座和末端执行器的位置与方向。利用冗余机械臂的反作用零空间,求解对基座航天器姿态零干扰的机械臂运动规律的解析解。给定机械臂初始和终端状态,考虑最大关节角约束和最大关节角加速度约束,分别针对时间最优和沿整个运动路径关节加速度最小的问题,采用高斯伪谱法,在零反作用轨迹解集中寻找满足约束方程的最优解。所得最优解使得机械臂在达到期望构型的同时不影响基座姿态。将算法用于平面3自由度冗余机械臂系统中,仿真结果表明:算法在保证基座姿态稳定的同时,关节运动满足给定的约束条件,从而验证了算法的有效性。
(1.Shanghai Institute of Satellite Engineering, Shanghai 200240, China;2.School of Astronautics, Harbin Institute Technology, Harbin 150001, Heilongjiang, China;3.School of Aeronautics and Astronautics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China)

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