柔性关节航空航天机械臂抗干扰控制研究

航空航天机械臂具有柔性且对精度要求高,为抑制空间环境力矩和内部参数变化等干扰,提出了一种基于干扰观测器的航空航天机械臂反步控制策略。首先,建立柔性关节航空航天机械臂受干扰时的单关节数学模型,基于数学模型设计柔性关节航空航天机械臂的非线性干扰观测器,保证其能稳定估计干扰信号;然后,基于Lyapunov函数设计反步控制器,将干扰观测器估计到的干扰估计值补偿到反步控制器端,产生抑制实际干扰的控制量;最后,利用MATLAB/simulink搭建虚拟仿真进行验证。仿真结果表明,基于干扰观测器的柔性关节航空航天机械臂反步控制器能够有效抑制干扰,极大地改善了柔性关节航空航天机械臂的抗干扰性能。

基于CAN总线控制系统的航天特种机械臂设计

航天特种机械臂具备精确操作和视觉识别的能力,在载人航天领域中广泛应用,为了在复杂环境中精准完成陆基装配任务,设计基于CAN总线控制系统的航天特种机械臂;从关节、连杆、驱动电机、锁紧制动器等方面,组装航天特种机械臂结构元件;装设航天特种机械臂控制器,在控制器中加设一个串行通信接口,将控制器连接到CAN总线中,配置CAN总线控制系统的通信协议,完成航天特种机械臂硬件结构设计;利用航天特种机械臂中传感器设备,检测航天特种机械臂实时位姿,补偿航天特种机械臂重力负载;根据机械臂工作任务,利用CAN总线控制系统,规划移动轨迹,协同运行控制任务,在控制器的支持下,通过控制量的计算与通信,实现航天特种机械臂的控制功能;性能测试实验表明,设计基于CAN总线控制系统的航天特种机械臂平均位置和关节姿态角的控制误差分别为1.47 m和0.29°,平均形变量为2.64 m,具有较好的控制性能和抗压性能。

伸向太空的巨臂

无论是航天飞机还是空间站,都少不了一样东西,那就是它们能伸向太空的巨臂--太空机械臂.