双臂空间机器人姿态关节协调运动的变结构鲁棒控制

"参数不确定双臂空间机器人姿态、关节协调运动的变结构鲁棒控制方法 (2008年)" 在2008年的研究中，作者唐晓腾和陈力探讨了参数不确定的漂浮基双臂空间机器人在不考虑载体位置控制条件下的姿态和关节协调运动的控制策略。他们特别关注了机器人系统中的动态和运动学分析，利用系统动量守恒的关系来建立动力学方程。这些方程与特定选择的组合惯性参数呈现线性关系，为后续的控制设计提供了理论基础。 面对双臂空间机器人末端执行器握持的载荷参数不确定性，但其误差范围已知的情况，研究者提出了一种变结构鲁棒控制方案。这种控制方法的独特之处在于它不需要实时反馈载体的位置、速度和加速度信息，这显著降低了对传感器依赖性和计算需求。相较于传统的自适应控制，该方法将积分和除法运算转化为简单的四则运算，从而极大地减少了计算量，这对于处理机载计算机计算能力有限的问题尤其有利。 通过数值仿真，使用一个平面双臂空间机器人的模型验证了该控制策略的有效性。仿真结果证明，提出的变结构鲁棒控制系统能够有效应对参数不确定性，实现精确的姿态控制和关节协调运动，从而确保双臂空间机器人的稳定工作。 关键词涉及到的核心概念包括双臂空间机器人、协调运动、变结构鲁棒控制和漂浮基。双臂空间机器人是一种复杂的空间操作设备，需要精确的协调控制以完成任务；协调运动是指机器人各关节之间的协同动作，以达到预期的目标；变结构控制是一种应对系统参数不确定性的控制策略，通过改变控制器的结构来增强系统的鲁棒性；而漂浮基指的是机器人在空间中自由浮动的状态，其位置不受外部约束。 这篇论文为参数不确定的双臂空间机器人提供了一种创新的控制解决方案，不仅减少了计算复杂性，还增强了系统的稳定性和控制精度。这项工作对于推进空间机器人技术的发展，特别是在处理不确定性和计算限制的环境中有重要的理论和实践意义。