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2022年1月，中国科学院沈阳自动化研究所在空间机器人自主操控方面取得了新进展，针对航天器平台和机械臂的动力学耦合提出了一种基于时延估计的无模型解耦控制算法，相关成果以论文形式（Attitude Decoupling Control of Semifloating Space Robots Using Time-Delay Estimation ａｎｄ Supertwisting Control）...
高微柜悬浮实验系统自动锁紧/释放机构与视觉导航子系统，主要实现对悬浮实验台发射过程的锁紧、在轨的自动解锁与重复锁紧，以及悬浮实验台舱内飞行自主导航等功能，是确保悬浮实验系统完成科学实验的核心保障系统。 自动锁紧释放机构，采用左右两侧8点“夹持式”构型，具有运动范围大、占用空间小、承载能力高、单点可调整、运动精度高等特点。入轨后，自动锁紧释放机构根据遥测指令，实现自动锁紧、自动释放及指定位置驻停，机...
中国科学院沈阳自动化研究所空间机器人自主操控技术研究取得进展（图）
空间机器人 自主操控 捕获能力
2020/5/18
在强辐射、超低温、高真空、微重力的太空环境中，空间机器人可以代替或协助航天员去执行空间任务；与航天员就位作业相比，空间机器人在成本、安全性以及作业时间等方面具有明显优势。机器人自主操控技术是空间机器人研究需要解决的核心技术。以空间自由移动目标的在轨服务为例，目标可靠捕获是后续操作任务的技术基础。
近日，机器人学国家重点实验室、中科院“空间自主操控创新交叉团队”的研究人员，针对不具备抓捕特征的空间非合作目标，提出了一种机器人化“锁笼对”的捕获方法，相关成果发表于机械电子领域顶级期刊IEEE/ASME Transactions on Mechatronics (DOI: 10.1109/TMECH.2019.2952552)。 在强辐射、超低温、高真空、微重力的太空环境中，空间机器人可以代替或...
讨论了空间机器人双臂捕获航天器后姿态管理和辅助对接操作的协调控制问题．首先，利用冲量定理、闭环约束几何及运动学条件获得了捕获操作后闭链混合体系统的动力学方程，并分析了混合体系统受到的冲击效应．其次，针对捕获操作后系统姿态受扰运动镇定及辅助对接操作需求，对闭链混合体系统提出了基于极限学习机（ELM）的自适应神经网络控制方案，极限学习机具有学习速度快、仅需调节网络输出权值等优点，可用于逼近系统的未知动...
近日，第十届智能机器人与应用国际会议（简称ICIRA 2017）在武汉落幕。此次会议由华中科技大学和国家自然科学基金委员会联合举办，以“共融机器人”为主题，涉及康复机器人、水下机器人、空间机器人、人机交互、机器视觉等14个主题，700余位国内外参会者共同交流研究成果。会议期间，中国科学院沈阳自动化研究所多名科研人员参加会议并作交流报告。沈阳自动化所空间自动化研究室高庆、刘金国等撰写的论文Stati...
研究了载体位置及姿态均不受控时空间机器人在惯性空间中的轨迹跟踪问题.考虑到系统存在参数不确定及死区特性等情况，提出了一种基于干扰观测器的L2反步控制方案.结合拉格朗日方程和系统Jacobi关系矩阵建立系统的动力学模型.利用干扰观测器对系统建模误差进行观测补偿，并通过L2干扰抑制法对观测误差进行消除，同时采用死区模糊补偿器对系统死区特性造成的影响进行补偿.该控制方案不需要预知准确的惯性参数，不用对惯...
双臂空间机器人可操作度分析及其构型优化
空间机器人 可操作度 双臂 构型优化
2016/2/1
利用传统的操作度概念，分析多臂空间机器人的可操作度，特别是基座和辅助臂的耦合效应对任务机械臂的操作度的影响。进而利用基座姿态最小扰动和可操作度指标对多臂机器人机械臂的构型进行优化。最后对平面双臂空间机器人进行数值仿真，并分析耦合效应对可操作度的影响以及在多臂构型优化中的应用。仿真结果表明本文的研究方法及结果可指导在轨服务中的近距离双臂协调交会、软对接和抓捕操作，具有较强的工程应用价值。
2015年空间机器人及在轨服务专题研讨会在哈尔滨工业大学举行（图）
空间机器人 在轨服务
2015/8/26
2015年8月17日，由中国航天科技集团公司、中国宇航学会机器人专业委员会和哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室共同主办的2015年空间机器人及在轨服务专题研讨会在哈尔滨举行。国防科技与工业局系统工程一司副司长张宝红，副校长邓宗全，校长助理曹喜滨、刘宏出席研讨会。
研究了漂浮基柔性关节双臂空间机器人载体姿态与机械臂关节协调定位的抗力矩饱和控制与柔性振动抑制问题。利用系统动量守恒定律及拉格朗日方法,给出载体姿态受控柔性关节双臂空间机器人的完全驱动式动力学方程。结合柔性补偿及奇异摄动技术,推导系统相应的奇异摄动模型。为实现双臂各关节柔性振动的有效抑制,针对快变子系统提出一种力矩微分状态反馈控制策略;为避免空间机器人实际载体姿态控制系统及关节驱动电机出现控制饱和问...
为对空间机器人关键算法进行验证和评估，开发了一套一体化仿真系统。该系统基于模块化设计思想，由遥测遥控接口、轨迹规划与控制、系统动力学模型、系统3D几何模型、相机成像模型、图像处理与位姿测量、碰撞检测与安全预警等模块组成。其中，3D实体模型及仿真场景由OSG(Open Scene Graph)建立，各关键模块的算法采用C语言编程实现，可对空间机器人执行在轨任务的关键算法进行闭环验证。最后对两种典型工...
空间机器人系统的柔性主要体现在空间机器人的臂杆和连接各臂杆之间的铰关节。由于空间机器人系统结构的复杂性，以往研究人员对同时具有柔性关节和柔性臂的系统关注不够。为此探讨了参数未知柔性关节-柔性臂空间机器人系统的动力学模拟、轨迹跟踪控制算法设计和关节、臂杆双重柔性振动的主动抑制问题。首先，采用多体动力学建模方法并结合漂浮基空间机器人固有的线动量和角动量守恒动力学特性，推导了系统的动力学方程。以此为基础...
讨论了载体位置、姿态均不受控制情况下，漂浮基闭链双臂空间机器人抓持系统的动力学建模与控制问题。利用拉格朗日方法和牛顿-欧拉法分别建立了双臂空间机器人及抓持负载的动力学模型，并结合漂浮基空间机器人固有的动力学特性及闭合链约束几何关系，获得了抓持系统合成动力学方程。以此为基础，考虑到闭链双臂空间机器人系统结构的复杂性及某些参数的变动性，根据具有较强鲁棒性的变结构控制理论和Lyapunov稳定性理论，设...
自由飞行空间机器人基座位姿调整的模糊PD控制
自由飞行空间机器人 模糊PD控制 位姿调整
2011/4/15
由于自由飞行空间机器人处于微重力的环境，因此其在目标获取的过程中必然会出现因机械臂运动和环境影响而导致基座的复杂运动。本文设计了自由飞行空间机器人位姿调整的模糊PD算法，根据接收到的实时位置信息，空间机器人可以自主地调整基座的姿态和位置来校正位姿误差，保证目标的稳定捕获。利用开发的实验平台与传统的on/off式控制器进行了实验对比，验证了此方法在稳定性、控制精度和燃料消耗上都有较好的表现。