关节失效后太空机械臂运动性能评估与容错路径规划研究

项目名称： 关节失效后太空机械臂运动性能评估与容错路径规划研究

项目编号： No.61403038

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 陈钢

作者单位： 北京邮电大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 空间站建设是我国航天发展战略的关键环节，太空机械臂作为空间站建设与维护的重要工具，其长期可靠在轨运行直接影响着航天计划的顺利实施。关节作为机械臂核心部件，其失效问题严重制约着机械臂可靠在轨运行，为此本课题重点研究关节失效后太空机械臂运动性能评估与容错路径规划方法。首先，融入关节可靠性分析可靠容错空间，结合多体系统动力学和旋量理论，评估关节失效后太空机械臂负载能力和末端操作力，实现对关节失效后机械臂运动性能的定量描述；其次，针对空载操作任务，基于关节空间拓扑流形的微分同胚特性构建容错构型集，探索构型集内全局容错路径的优化搜索方法；最后，针对负载操作和对接装配任务，采用矩阵摄动法提出多参数突变抑制轨迹优化策略，并基于力位并环鲁棒控制策略研究装配操作力保持控制方法，解决关节失效后太空机械臂优化控制问题。研究成果对于揭示关节失效后机械臂运动性能及实现其优化控制具有重要的理论指导意义和工程应用价值。

中文关键词： 太空机械臂；关节失效；性能评估；容错路径规划；

英文摘要： The construction of space station is a crucial part of our country’s aerospace development strategy. The space manipulator, as an important tool to build and maintain space stations, it’s long-term and reliable on-orbit operation directly affects the smoo

英文关键词： Space manipulator；Joint failure；Performance evaluation；Failure tolerance path planning；