科创中国
空间机器人控制器开发
发布时间: 2022-08-31
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
电子信息技术
成果介绍
1.通过载体姿态的自适应控制，将机械臂运动对载体的姿态产生的反作用力作为一种干扰力矩，基于姿态运动的四元数描述方程和后退方法，设计了空间机器人载体姿态的一种自适应跟踪控制算法，当存在未知惯性参数和已知类型的外部干扰时，该算法可以保证载体姿态跟踪期望的时间轨迹。
2.采用位置、速度、电流的闭环控制系统，以及位置环的前馈控制和扰动设计观测器，通过小脑模型神经网络关节控制器，消除转动惯量变化对空间机器人控制器性能的影响。
3.载体姿态可控的空间机器人的手端轨迹跟踪控制，结合后退设计方法和自适应控制理论，利用自适应跟踪控制算法，保证空间机器人的手端跟踪误差渐近趋于零。
成果亮点
随着航天事业的不断发展，空间机器人在人类的空间活动中发挥着越来越重要的作用。空间机器人控制器开发使空间机器人具备天线形状的控制能力，并且控制器参数可以通过编辑界面调整，此项目与同类产品的竞争优势如下：
1.利用自由浮动空间机器人的非完整控制，通过角动量守恒的非完整约束性质，利用机械臂的运动来同时控制载体姿态和机械臂关节角的混合控制算法，该混合控制算法将开环和闭环控制相结合，可以保证除变换奇异点以外的任意给定的期望状态为全局渐近镇定。
2.通过载体姿态的四元数方程是线性微分方程，避免了欧拉方程的奇异性，并且用代数运算代替了欧拉角的三角运算，大大减小了计算量；
3.通过消除Lyapunov函数导数表达式中的交叉项，从而不需要利用高增益反馈和慢速率参数自适应以保证闭环系统的稳定性，明显改善了控制器的跟踪性能。
团队介绍
哈尔滨迅动科技有限责任公司成立于2018年8月6日，是一家致力于机器人、计算机、机械设备、电气设备、图文设计、模型设计等应用软件的设计开发、技术服务于一体的高科技企业，主要产品主要有自稳定绳驱蛇形机械臂、十二自由度绳驱蛇形机械臂、卫星导航相关计算、显示软件，空间机器人，航天器数字孪生仿真验证平台等，联合哈尔滨工业大学、河北工业大学、武汉大学、西北工业大学等专业结构和研发实验室，利用雄厚的研发和制造能力，力求采用先进的设计理念，实用的功能性方案，攻克现有技术难题，促进行业发展。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”黑龙江产业振兴区域科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2022-09-13
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