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公开(公告)号：CN108247631B
公开(公告)日：2020-04-07
申请号：CN201711278379.2
申请日：2017-12-06
申请人： 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明公开了一种提高路径跟踪性能的机械臂自主鲁棒避奇异方法，包括根据机械臂的逆运动学模型和机械臂速度模型构建机械臂的可操纵椭球，其中可操纵椭球的半长轴沿酉矩阵U纵列的方向，且半长轴的长度对应Jacobian矩阵的奇异值，然后沿着可操纵椭球的第m个主轴方向修正末端执行器的路径，建立机械臂的避奇异路径。该方法可用于机械臂的自主避奇异路径规划，同时能够保持其跟踪性能，并且基于该方法能够实现以任务优先级为基础的多任务避奇异路径规划。
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公开(公告)号：CN107422739B
公开(公告)日：2020-02-18
申请号：CN201710466005.7
申请日：2017-06-19
申请人： 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC分类号： G05D1/08
摘要： 本发明公开了一种空间机器人基座姿态的鲁棒控制方法，包括基于拉格朗日方程建立空间机器人基座姿态的动力学方程；设置调节空间机器人的基座姿态的鲁棒控制器；调整鲁棒控制器的稳定性。该方法基于预设性能控制和滑模控制，针对空间机器人基座姿态调整的鲁棒控制方法，实现了动力学耦合效应下基座姿态调整的鲁棒控制。
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公开(公告)号：CN110703602A
公开(公告)日：2020-01-17
申请号：CN201911008034.4
申请日：2019-10-22
申请人： 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明提供一种多机器人在轨装配姿态稳定的鲁棒微分博弈控制方法，该方法针对装配总体和多个机器人形成的组合体，将存在干扰的姿态稳定控制问题建模为多机器人之间的博弈问题。利用辨识得到的转动惯量建立组合体的姿态动力学模型；利用干扰观测器观测得到外部干扰力矩，对姿态动力学模型进行改进；之后将上述姿态动力学模型写为状态相关形式。利用状态相关的组合体姿态动力学模型和各个机器人的性能指标函数建立微分博弈模型；之后通过优化性能指标函数得到HJ方程并求解，得到状态反馈控制策略表达式。由于直接将干扰观测器的观测结果添加至博弈模型中，得到的控制策略是严格意义的纳什均衡策略，且对建模不确定以及外部干扰等不确定因素有较好的抑制效果，具有一定的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN108247631A
公开(公告)日：2018-07-06
申请号：CN201711278379.2
申请日：2017-12-06
申请人： 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明公开了一种提高路径跟踪性能的机械臂自主鲁棒避奇异方法，包括根据机械臂的逆运动学模型和机械臂速度模型构建机械臂的可操纵椭球，其中可操纵椭球的半长轴沿酉矩阵U纵列的方向，且半长轴的长度对应Jacobian矩阵的奇异值，然后沿着可操纵椭球的第m个主轴方向修正末端执行器的路径，建立机械臂的避奇异路径。该方法可用于机械臂的自主避奇异路径规划，同时能够保持其跟踪性能，并且基于该方法能够实现以任务优先级为基础的多任务避奇异路径规划。
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公开(公告)号：CN107351085A
公开(公告)日：2017-11-17
申请号：CN201710719040.5
申请日：2017-08-21
申请人： 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明提供一种基于多个控制点的空间机器人避撞方法，轨迹规划时机械臂关节角速度平滑，避免其发生不连续，能够抑制由单个控制点跳变引起的振动问题。上述方法包括：(1)将障碍物处理成由三角面构成的非凸多面体，将机械臂处理成线段，确定描述线段与三角形之间的碰撞检测算法，得到机械臂和障碍物之间距离最近的一对控制点；(2)建立空间机器人考虑避撞任务的多任务运动学方程；(3)建立空间机器人的避撞约束条件，结合(2)的运动学方程进行避撞求解；(4)根据多个控制点的参数设计调整新控制点参数，结合(2)的运动学方程进行避撞求解；(5)根据多个控制点对一个障碍物的避撞求解，对空间机器人的机械臂进行多障碍物的避撞控制。
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公开(公告)号：CN111273664B
公开(公告)日：2023-06-30
申请号：CN202010085600.8
申请日：2020-02-11
申请人： 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
摘要： 本发明提供了一种用于空间桁架结构在轨装配的多机器人路径协同规划方法，建立路径规划环境模型，采用A*算法对单个机器人运动路径进行规划，基于优先级与交通规则约束相结合的协调方法，直到各机器人到达自己的期望位置，多机器人路径规划结束。本发明给出了单机器人路径规划方法与多机器人协同路径规划策略，采取设置优先级与交通规则相结合的方法，具有既保证了机器人之间不会发生碰撞，也保证了各机器人路径最短的技术效果。各机器人路径皆为最短路径往往意味各机器人能耗均为最低，这在太空执行装配任务是十分必要的。
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公开(公告)号：CN110844121B
公开(公告)日：2022-07-12
申请号：CN201911006609.9
申请日：2019-10-22
申请人： 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
摘要： 本发明涉及一种微小卫星协同运输在轨装配航天器的合作博弈控制方法。针对微小卫星协同控制在轨装配航天器姿轨运动的问题，建立了微小卫星‑在轨装配航天器组合体的姿轨运动模型；构建了协同运输过程中的初始终端状态约束、动力学约束以及微小卫星控制约束；设计了微小卫星协同运输在轨装配航天器的合作博弈控制方法；最后以实例验证了本发明提出方法的有效性。
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公开(公告)号：CN111290269B
公开(公告)日：2022-04-08
申请号：CN202010087388.9
申请日：2020-02-11
申请人： 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明提出一种空间机器人的自适应柔顺稳定控制方法，推导了空间机器人抓捕后的动力学模型；设计了目标与机械臂末端接触的虚拟弹簧，对期望运动进行柔顺化处理；设计了基于自适应的跟踪控制器，实现了阻抗跟踪期望过程中控制效果的自适应调整；最后通过实例验证了本发明提出的方法的有效性。本发明通过设计虚拟弹簧，使得空间机器人不需要在机械臂末端装备柔顺机构的情况下，实现了抓捕非合作目标后的自适应柔顺控制。
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公开(公告)号：CN110816895A
公开(公告)日：2020-02-21
申请号：CN201911008010.9
申请日：2019-10-22
申请人： 西北工业大学深圳研究院 , 西北工业大学
摘要： 本发明提供了一种基于预测追逃博弈控制的空间非合作目标接近方法，针对有轨道机动能力的空间非合作目标，将追踪航天器与其接近问题建模为目标和追踪航天器之间的追逃博弈问题。在追踪航天器的轨道坐标系下，建立相对运动模型；基于模型预测控制方法，得到了预测时域的离散化博弈模型，并将其归纳为一个存在动力学约束和控制约束的最大最小优化问题；在未知目标机动策略的情况下，追踪航天器通过迭代求解目标的最优轨迹和对应的机动策略来提高对目标行为预测的精度和提高对目标追踪的效果。由于采用模型预测控制框架，本发明可以考虑控制约束，且鲁棒性较强，而且由于将最大最小优化问题转化为多个二次规划问题，简化了求解。
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公开(公告)号：CN107490965B
公开(公告)日：2020-02-07
申请号：CN201710719818.2
申请日：2017-08-21
申请人： 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
摘要： 本发明提供一种空间自由漂浮机械臂的多约束轨迹规划方法，能够满足空间机器人的动力学耦合、关节驱动能力受限、抓捕时机以及多优化指标的要求，驱动关节电机实现对非合作目标的自主抓捕任务。所述方法包括：建立空间机器人的多体动力学模型；基于贝塞尔曲线构建机械臂各关节的轨迹，将关节的轨迹设计过程中出现的约束和优化指标函数均转化为贝塞尔曲线控制点的函数，使得轨迹规划最终表示为贝塞尔曲线控制点作为优化参数的非线性优化问题；空间机器人的轨迹规划问题被转化为一个多约束和多目标的最优化问题，利用非线性优化方法对其进行搜索，得到最优解，完成空间自由漂浮机械臂的多约束轨迹规划。
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