フレキシブルな宇宙用ロボットの軌道計画と振動制御

柔性空间机器人的轨迹规划与振动控制

• 批准号: 05650396
• 负责人: 坂和 愛幸
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650396/
• 关键词: 宇宙用ロボット; フレキシブルロボット; 軌道計画; 振動制御

宇宙用ロボットは,宇宙ステーションの建設や保守,ミッションの終った衛星の回収など,将来の無人宇宙活動の主役として期待される。宇宙用ロボットは力学的に見れば宇宙に浮遊している多体系であり,地上におけるロボットのように固定点を持たない。ロボットシステム全体の運動量および角運動量が保存されるから,マニピュレータを操作するとその反作用によってマニピュレータの取り付けられているベースも運動する。またマニピュレータが運動して元の状態に戻っても,ベースは回転して元の姿勢には戻らない。この点が地上用ロボットとの大きい相違点であって,宇宙用ロボットの位置決めを難しくしている。2リンク平面ロボットを考え,簡単のため第1リンクは剛体と仮定し,第2リンクだけがフレキシブルであるとする。またアームの運動に伴うベースの運動を補償するため,ベース本体はリアクションホィールを持っているものとする。まずシステムの全運動エネルギーと弾性変形の持つポテンシャルエネルギーを計算し,ラグランジュの方法を用いて,弾性振動の偏微分方程式と環境条件を求めた。問題は,リンクを与えられた角度だけ回転するとともにベースの姿勢を不変に保ち,かつフレキシブル・リンクの振動をも抑制するようなフィードバック制御系を設計することである。平衡点の近傍で線形化し,最適レギュレータの理論を用いてフィードバック系を設計し,計算機によるシミュレーションでその有効性を確認した。

The universe is in a state of flux, the universe is in a state of flux, and the universe is in a state of flux. The universe is used for the purpose of mechanics. The universe is floating. The multi-system is floating. The fixed point is on the ground. The amount of movement and angular movement of the whole body are preserved. The reaction between the operation and the movement of the whole body is as follows:またマニピュレータが运动して元の状态に戻っても,ベースは回転して元の姿势には戻らない。The point of the universe is difficult to determine. 2. The plane is flat, and the rigid body is fixed in the first case, and the rigid body is fixed in the second case. The movement of the vehicle is compensated by the movement of the vehicle itself. The method for calculating the total motion of the vibration system and the differential equation of the vibration system and the environmental conditions are used. The problem is that the angle of rotation is different from the angle of rotation, and the posture of the rotation is different from the angle of rotation. The vibration of the rotation is suppressed. The control system is designed. The approximate linear shape of the equilibrium point is used to determine the validity of the optimal solution.

项目成果

Y.Sakawa: "A New Algorithm for Computing Optimal Control of Discrete-Time Systems" IEEE Region 10 Conference on Computer,Communication,Control and Power Engineering. 4. 127-130 (1993)

Y.Sakawa：“计算离散时间系统最优控制的新算法”IEEE 第 10 区计算机、通信、控制和电力工程会议。