双臂空间机器人自由漂浮惯性轨迹非线性控制策略验证

本文主要探讨了2007年发表在《集美大学学报(自然科学版)》上的"双臂空间机器人惯性空间轨迹的非线性反馈跟踪控制"这一主题。作者葛景华、陈力和郭益深针对的是一个特殊的自由漂浮双臂空间机器人系统，其特点是载体的姿态和位置都不受控制。这种系统在未来的航天活动中具有重要意义，尤其是在大型空间站的组装和维护任务中，因为双臂机器人相较于单臂机器人拥有更大的负载能力和更好的稳定性，能执行单臂机器人难以完成的工作。 论文首先从系统的动量和动量矩守恒出发，利用系统的Jacobian矩阵分析了机械臂末端抓手的加速度与关节角速度和角加速度之间的关系。接着，作者采用Roberson-Wittenburg方法来推导出系统动力学方程，这是控制设计的基础。在这个基础上，他们设计了一种非线性反馈跟踪控制策略，目标是使机械臂末端抓手在惯性空间内精确地跟随预设的轨迹。 非线性反馈控制是一种先进的控制策略，它能够处理系统动态特性中的非线性因素，确保在复杂的运动环境中保持高精度和鲁棒性。通过仿真结果，作者验证了这种控制方法的有效性，证明了即使在不受控的载体条件下，双臂空间机器人也能实现精确的轨迹跟踪，这对于减少燃料消耗、提高机械臂使用寿命和降低发射成本具有实际应用价值。 这篇论文深入研究了双臂空间机器人的运动学和动力学特性，提出了一个有效的控制框架，对于推动空间机器人技术的发展，特别是在资源有限的太空环境中，具有重要的科学和技术贡献。