自由漂浮双臂空间机器人在轨服务参数辨识研究

"在轨服务双臂空间机器人的参数辨识技术是针对自由漂浮的双臂机器人在执行任务时，需要对自身和目标卫星的未知参数进行识别的问题。研究中，通过机器人本体的测速传感器获取质心的线速度和角速度，基于线动量和角动量守恒原理，对双臂机器人本体和单臂抓取未知目标卫星的情况进行参数辨识。该研究对空间机器人模型进行了符号推导建模，解决了辨识过程中线性方程组的奇异性问题，并通过数值仿真验证了辨识方法的有效性。" 在轨服务双臂空间机器人的参数辨识是一个关键的技术领域，尤其在航天作业中，由于空间环境的特殊性和复杂性，双臂机器人可以提供更高的作业灵活性和可靠性。这些机器人在执行任务如抓取、维修或组装目标卫星时，需要准确地知道自身的动态特性以及目标卫星的惯性参数。然而，由于机器人本体质量的变化（例如燃料消耗和负载变化）以及目标卫星惯性的不确定性，使得在实际操作中进行精确控制变得极具挑战。 该研究首先选取自由漂浮的双臂空间机器人作为研究对象，利用机器人本体携带的测速敏感器来测量质心的线速度和角速度数据。这些数据是基于物理原理——线动量和角动量守恒来进行参数辨识的基础。通过这种方法，可以分别对机器人本体和单臂抓取目标卫星的场景进行参数识别。 研究者对空间机器人模型进行了详细的符号推导，建立了数学模型，分析了在参数辨识过程中可能遇到的线性方程组奇异性问题，并提出了有效的解决方案。此外，他们还深入探讨了不同参数（如机器人各部分的质量分布、转动惯量等）如何影响辨识过程，这有助于优化识别算法的性能。 为了验证所提出的参数辨识方法的可行性和准确性，研究人员进行了数值仿真。仿真结果证实了该方法能够有效地识别双臂空间机器人和目标卫星的未知参数，为实际的空间作业提供了理论支持。这种方法相较于基于动力学的参数辨识方法，减少了对关节加速度信号的依赖，降低了噪声处理的复杂性，同时节省了空间机器人的能源消耗。 这项研究为在轨服务双臂空间机器人的参数辨识提供了一种实用且有效的方法，对于提升空间机器人在复杂环境下的自主作业能力具有重要意义。未来的研究可能将进一步优化辨识算法，提高参数估计的精度，并探索更多实际应用场景。