自由飘浮空间机器人系统基座姿态调整路径规划方法的研究

规划机械臂的运动以调整作为其基座的卫星的姿态,既节约姿控燃料,又可作为常规姿控系统的备份手段.首先,建立自由飘浮空间机器人系统的状态方程,其状态变量为关节角和卫星姿态角,输入变量为关节角速度.基于系统能控性理论,规划连接系统初始状态和期望状态的路径,实现了仅通过机械臂关节的运动同时控制基座姿态和机械臂关节角的目的.从理论上分析了机械臂的能量消耗,给出了使能量指标最小的近似最优算法.仿真结果表明了该方法的有效性.

空间自由漂浮机器人运动计算机仿真

通过对空间自由漂浮机器人系统的运动特性的分析,建立了基于视觉反馈的实时目标跟踪控制算法,构建了基于实际电机的关节电机闭环控制模型。并在VC环境下建立了一个基于Open GL的机器人可视化仿真系统,利用该系统建立动力学模型。该仿真系统可以对空间自由漂浮机器人机械臂运动时基座姿态及位置的变化进行模拟。最后在此仿真系统上进行了运动学和动力学仿真实验,验证了系统数学模型的有效性和准确性。

自由飘浮机器人能量最优规划方法

将耦合刚体运动规划方法应用于自由飘浮空间机器人的轨迹规划中,得到一种针对能量优化的规划算法.仿真结果表明,该方法得到的轨迹不仅消耗能量小,而且关节轨迹平滑,适合于空间机器人的应用要求.

自由飘浮空间机器人地面实验系统

针对空间机器人的运动的地面模拟,基于运动学等效原理提出一种用固定基座机器人模拟空间机器人运动的方法。运用该方法,在地面用两个基座固定的六自由度工业机器人组建了一套空间机器人的地面模拟系统。应用该系统成功模拟了自由飘浮空间机器人捕获自由运动目标的运动,实验结果证明了该方法的有效性。

自由飘浮空间机器人运动规划研究综述

本文介绍了自由飘浮空间机器人的运动学特性;从避奇异点规划、姿态调整规划和协同控制规划三个方面总结了自由飘浮空间机器人的运动规划研究现状,并对现有方法的局限性进行了分析;最后给出了自由飘浮空间机器人运动规划下一步需要研究的问题与解决思路。

自由飘浮空间机器人准刚性分解运动轨迹控制与仿真

研究轨道空间机器人操作时，基座处于自由飘浮状态的手爪准刚性运动直角坐标轨迹的分解运动控制，重点分析了广义雅可比矩阵的计算，并进行了空间单手３—ＤＯＦ的仿真，该方法可相应推广到开链多手。

漂浮基空间机器人关节驱动力矩求解的Newton-Euler正交方法

空间微重力环境下,空间机器人安装基座不固定,机械臂与安装基座之间存在运动学和动力学耦合作用.针对地面机器人的关节力矩计算方法不能直接用于空间机器人的研究中,根据空间机器人自由漂浮状态时系统动量守恒的特点,采用Newton-Euler正交方法构建了满足系统动量守恒约束条件的空间机器人运动曲线法空间与切空间基底,并以此为基础得到了自由飘浮状态下的空间机器人关节力矩的显式表达式.最后通过空间二连杆机械臂实例给出了其具体的应用.

空间3R机器人工作空间分析

由于存在动力学耦合,空间机器人工作空间的分析比地面机器人复杂得多,以往的研究仅针对平面运动的情况,本文探讨了三维工作空间的分析方法。首先根据基座的不同控制策略,推导了基座位姿固定、自由飞行及自由漂浮三种模式的运动学方程,然后分析相应的工作空间。基座位姿固定时,采用几何分析法;基座自由飞行时,借助虚拟机械臂分析其受限工作空间;而对于自由漂浮模式,结合角动量守恒方程,提出了计算路径相关工作空间和路径无关工作空间的数值算法。文中以3R机器人为例进行实际计算,比较了各种工作空间的特点。最后讨论了动力学奇异回避方法,并提出减小其影响的建议。

载体姿态无扰的自由漂浮空间机器人运动规划

为满足自由漂浮空间机器人系统工作时需保证载体姿态稳定的要求,提出了一种载体姿态无扰动的非完整运动规划方法。该方法通过引入载体姿态无扰约束方程,构建载体姿态无扰曲线组,设计了关节空间基本规划算法;采用多次规划的方法,克服了基本算法不能够在整个无扰工作空间内规划的不足。仿真得到的位置偏差和路径规划结果表明机械臂末端达到目标点的同时确保了载体姿态无扰动,从而验证了所提方法的有效性和可行性。

自由飘浮空间机器人笛卡尔避奇异运动规划

为了解决自由飘浮空间机器人笛卡尔运动规划过程中由动力学奇异而导致的关节速度无限大或无法计算的问题,提出了一种基于奇异值分解的高精度避奇异运动规划算法.在传统阻尼最小方差的基础上,利用奇异值分解将阻尼系数从固定量转化为随广义雅可比矩阵动态自适应变化的变量,算法保证了空间机器人通过奇异点时各关节的角速度变化曲线连续且平稳.算例验证了算法的有效性,结果表明该算法在非奇异位置不会引入跟踪误差,相比传统阻尼最小二乘法累计跟踪误差大约降低15%.

空间机械臂位形与基座姿态协同控制研究

针对自由飘浮空间机械臂与基座的运动耦合问题,提出了一种基于不变流形的机械臂位形与基座姿态协同控制算法。在分析了系统可控性的基础上,构造了线性状态反馈下系统的不变流形,并设计了分段连续的镇定控制器。该控制器先将系统状态镇定到不变流形之上,然后沿该流形将系统状态调整到期望值。仿真结果表明,在系统可控的条件下,所提出的协同控制算法能将机械臂位形与基座姿态同时调整到期望状态。

空间机械臂在平衡状态流形上的小振动与稳定性

研究了一类空间自由飘浮的平面2R机械臂在平衡状态流形上的小振动稳定性。考虑动量矩守恒具有非完整约束性质,建立了考虑控制力矩作用的非完整动力学方程。在小振动的条件下把系统的动力学方程线性化,然后根据赫耳维茨判据研究了该系统在平衡状态的流形上的稳定性条件。仿真结果表明,系统在平衡状态流形上的小振动一般是不稳定的,只在特定初值下存在少量稳定的平衡状态流形。考虑到系统具有复杂的非线性,在稳定流形和不稳定流形之间可能存在复杂的穿插和其他非线性现象。

瑞比的哲学谘商方法介绍

本篇论文主要分成四个部份来谈，首先，在前官的部份，解释了哲学谘商的意义，提出了现在正是哲学家为每个人的问题尽力的时候，哲学是应该多谈些人类在日常生活中所面临的问题。哲学谘商师试着从问题中建立「开放性的对话」，帮助当事人或案主学习如何有效地阅读，并且回应每天围绕着当事人或案主的压力，由此发展出当事人或案主的自主性(the client's autonomy)。第二部份，谈到哲学谘商对话方法的介绍，包含了苏格拉底的进路(Socratic approach)、对话夥伴、教与学，以及团体讨论四种。第三部份，进入到本篇论文的主轴，瑞比哲学谘商方法的四个阶段介绍，包括了自由飘浮、当下问题的解决、意向性行为的教导，以及超验。最後，在结语中针对了瑞比的哲学谘商方法尝试做了回顾与检讨。