国家高技术研究发展计划(2006AA04Z228)
- 作品数：38 被引量：264H指数：9
- 相关作者：刘宏倪风雷史士财吴剑威党进更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学黑龙江工程学院中国航天科技集团公司更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划高等学校学科创新引智计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程电气工程航空宇航科学技术更多>>
- 自由飘浮空间机器人笛卡尔避奇异运动规划被引量：7
- 2009年
- 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%.
- 吴剑威史士财刘宏
- 关键词：自由飘浮空间机器人动力学奇异奇异值分解
- 基于阻抗内环的新型力外环控制策略被引量：17
- 2009年
- 对于空间装配等与环境进行交互的任务,迫切要求空间机器人具有力控制的能力。利用机器人的关节力矩传感器,提出了一种新型的基于阻抗内环的力外环控制策略。在该方法中,内环采用阻抗控制代替传统的位置控制。阻抗控制内环使机器人具有一定的柔顺性,力外环通过期望力与实际力的误差对内环的参考轨迹进行修正,实现了机器人的力跟踪控制。另外,为了验证利用关节力矩传感器间接测量末端接触力的效果,机器人末端安装了一个高精度的JR3腕力传感器用来直接测量实际接触力。在基于位置内环和阻抗内环的力外环控制方式下,进行了机器人接触刚度变化较大环境(海绵、泡沫和铁块)的力跟踪实验。实验表明,当环境刚度变化较大时,相对于传统的力外环方法,本文提出的方法能够实现稳定的力跟踪性能。尤其对于铁块这种刚度很大的环境,该方法的有效性更加明显。
- 蒋再男刘宏黄剑斌张国亮
- 关键词：力矩控制空间机器人
- 一种新型电机-关节位置传感器的研究被引量：1
- 2010年
- 利用磁钢霍尔元件体积小非接触的特点,将其作为机器人关节与电机角度的检测单元。与电机和关节转动同步的两枚磁钢旋转时产生变换的磁感应强度,使霍尔输出电压产生变化,经过处理可得到关节和电机角度。测试证实,传感器满足精度和重复精度的要求,具有较高的可靠性与集成度。
- 张彦鹏朱映远刘宏
- 关键词：关节角度位置传感器
- 空间机械臂关节固体润滑轴承的跑合实验与分析被引量：1
- 2009年
- 介绍了空间机械臂关节轴承的固体润滑方式,分析了跑合对固体润滑膜润滑性能的改善作用.设计可以改变预载荷的跑合系统,并进行轴承跑合实验.为采用固体润滑技术解决空间机械臂关节轴承润滑问题提供了依据.
- 吴剑威史士财刘宏
- 关键词：固体润滑轴承跑合预载荷
- 一种前馈补偿和模糊滑模相结合的柔性机械臂控制被引量：12
- 2011年
- 针对柔性关节机器人控制系统中存在的扰动力、摩擦力、参数变化以及建模误差等问题,将扰动力分为确定性扰动和不确定性扰动、摩擦力分为线性和非线性部分,并在此基础上提出了一种前馈补偿和模糊滑模相结合的鲁棒控制器.机器人自身结构的相关量、确定性扰动以及摩擦力的线性部分,可以通过控制器的计算力矩和前馈补偿部分进行有效控制,并通过模糊滑模控制器来克服外界的不确定性扰动、摩擦力的非线性部分、参数变化以及建模误差等.在HIT四自由度柔性机械臂上进行了控制器的相关实验,实验结果表明,该控制器具有良好的位置跟踪性能和较强的抗干扰能力.
- 党进倪风雷刘业超刘宏
- 关键词：柔性机械臂前馈补偿模糊滑模控制器
- 融合阻抗控制的卫星自维护平台的自主操作
- 2008年
- 为了提高卫星自维护平台操作的自主性、安全性和鲁棒性,提出了一种融合阻抗控制的视觉自主操作方法.针对太空中变化强烈的光照环境,对物体识别采用合作目标亚像素精度定位的方法,提高了合作目标三维空间定位的精度.对合作目标的识别算法进行了特别的设计,以适用于卫星有限的计算能力,并将视觉伺服算法融入基于关节力矩的阻抗控制.当卫星自维护平台执行接触操作时,视觉伺服能提供与被操作物体的精确接触信息,提高了卫星自维护平台对工作环境的适应能力和顺从能力.实验结果证明了该方法的可行性.
- 王捷刘业超蒋再男刘宏
- 关键词：目标识别视觉伺服阻抗控制
- 空间机械臂电磁制动器温升最优设计及热真空实验被引量：4
- 2012年
- 采用遗传算法几何惩罚函数的方法对空间机械臂制动器电磁线圈温升进行了优化设计.首先针对空间机械臂电磁制动器对电磁力、电流以及磁场强度的限制要求,以温升为目标推导出优化模型.然后针对优化模型约束非线性问题,提出遗传算法结合惩罚函数的优化方法.本方法可在解决全局优化问题的同时保证计算过程中的解总是可行解.优化结果显示,线圈温升大大降低.最后,将制动器置于热真空环境模拟设备中,测出电磁制动器线圈温升曲线.实验结果显示,测得温升值与优化设计得出目标温升值基本吻合,验证了方法及设计的正确性.
- 孙敬颋史士财陈泓刘宏
- 关键词：空间机械臂制动器线圈温升最优设计
- 基于自适应模糊滑模的柔性机械臂控制被引量：8
- 2011年
- 针对柔性关节机器人控制系统中存在的扰动力、摩擦力、参数变化以及建模误差等导致的控制器精度降低、鲁棒性差的问题,提出了1种基于自适应模糊滑模的鲁棒控制器。控制器由2部分组成,控制器的计算力矩和前馈补偿部分用于控制系统的标称部分,即机器人自身结构相关量、确定性扰动以及摩擦力的线性部分;控制器的自适应模糊滑模部分用于克服系统存在的不确定部分,包括外界不确定性扰动、摩擦力的非线性部分、参数变化以及建模误差等。最后在HIT四自由度柔性机械臂上进行了控制器的相关实验。实验结果表明该控制器具有良好的位置跟踪性能和较强的抗干扰能力。
- 党进倪风雷刘业超刘宏
- 关键词：柔性机械臂自适应模糊滑模非线性系统
- 多传感器的关节故障检测及容错策略被引量：4
- 2011年
- 为提高空间机器人关节驱动系统的可靠性,研制具有多种传感器的模块化关节,提出基于多传感器的关节故障检测算法及关节的容错策略,并根据关节运动速度大小建立阈值自动调整策略.试验结果表明,采用该算法,克服了基于模型关节故障检测策略对模型的依赖,并保证关节在低速和高速范围内,均可快速地检测关节出现的故障,保证关节安全稳定运行.
- 倪风雷刘伊威邹继斌刘宏
- 关键词：故障检测容错策略空间机械臂
- 基于拱形片弹簧的具有容差能力的电器接口设计被引量：3
- 2013年
- 具有容差能力的电器接口已经成为许多空间机器人末端执行器的重要组成部分之一,使得末端执行器与接口端能够实现电源供给和通信连接。设计了一种基于圆拱形片弹簧的电器插头外围基座,使普通电器接头获得了容差能力。通过有限元软件的参数化设计方法,分析了片弹簧各变量对其变形的影响。然后由接触分析验证了选取的参数的合理性。拱形片弹簧的使用使外围基座尺寸较之以往的设计大幅缩减,提高了机器人接口设计的紧凑性,扩展了传统电器接头在航天领域的使用范围。
- 任利学孙奎刘宏
