文摘
为了保持和提高机器人机械手的操作可靠性部署在空间,一个操作系统控制方法提出了可靠性。首先,划分方法操作可靠性影响因素,提出了使用可靠性因素分为任务相关因素和和因素。然后模型描述两种因素之间的关系和控制变量建立了。在此基础上,构造多变量、多约束的优化模型。第二,分层系统控制模型,该模型包含了使用可靠性因素。空间机械臂的控制过程分为三层:任务规划、路径规划和运动控制。操作可靠性相关性能参数测量和作为系统的反馈。考虑到操作的可靠性影响因素,系统可以自主决定哪些控制层的系统优化和如何使用控制水平调整优化决策模块。使用可靠性因素影响这三个控制水平的形式控制变量约束。仿真结果表明,该方法可以实现更大的会议任务的概率精度要求,同时扩展空间机械臂的使用寿命。
1。介绍
随着空间技术的发展和航空航天应用任务的增加,机器人机械手在空间中发挥着日益重要的和多样化的角色和航天应用程序(1- - - - - -3]。航天器的总体发展趋势显示增加费用和长寿命的特点。空间的功能机制是增加,他们的结构变得更加复杂4- - - - - -8]。因此随着工作时间的增长在轨道上,空间机制必然会有许多不可预测的新的失效模式暴露。同时,大部分的空间机制是部署在太空船外的角色很难维护。因此,有必要实现高可靠性和长寿命空间机制来完成中国载人航天,深太空探索,和其他主要国家特殊的任务。此外它也是世界发展的主要困难之一的航空企业9- - - - - -12]。
根据大量的文献研究,分析超过156在轨故障从1980年到2005年发生的129飞机。根据故障原因,电子/电气故障占45%,机械故障占32%,软件故障占6%,失败不能找到准确的占17%。电子/电气故障和软件故障主要是轨道可以修复,但80%的机械故障导致整个任务的失败。它经常发生空间机制的使用寿命缩短是由于操作不当策略。
在实践中,产品的可靠性可分为固有可靠性和使用可靠性(13]。产品的固有可靠性,建立了产品设计和制造过程中,可以控制产品开发人员(14]。运行可靠性是一个展示产品的特点保持性能在实际使用的能力。除了其固有的可靠性因素外,我们还应该考虑的影响产品安装,操作,维护,安全,和其他因素15,16]。因此,加强空间的系统可靠性机制需要考虑固有可靠性和使用可靠性,,必须特别注意操作的可靠性。
系统控制理论的集成优化理论是控制系统,开发的思想和工作方法的基础上,系统理论和控制论。通过分析复杂系统组件的内部关系,考虑到系统的各个部分之间的关系,控制理论的基础上,优化和调整的过程控制系统实现最优整体系统状态(17,18]。
有非常不同的类型的空间机制和一些不可控的,比如桁架和其他类似的支持结构19]。等可以控制机器人空间机械臂和导航卫星链接驱动机制(20.,21]。可控空间的机制(如机械手)包含多个移动部件,可靠性可以提高通过调整控制策略,优化控制参数在服务期间,可以扩展机械臂的使用寿命,降低使用和维护成本的操纵者。
现有的控制方法,如PID控制、变结构控制、模糊控制、神经网络控制和预测控制的控制技术被广泛地应用于空间机制(22- - - - - -31日]。现有的控制模型仅仅是关注的影响因素与任务执行的影响,而很少考虑操作的可靠性与空间机制的工作生活相关的因素(32- - - - - -35]。文献[36认为空间机械臂的操作可靠性,但操作可靠性系统控制模型的构建基于操作可靠性的程度,这从概率分布的角度。上面提到的这些方法不考虑相关因素的影响任务执行和操作可靠性因素与生活相关的系统级同时进行。这导致缩短服务周期的空间机制。
因此,有必要研究和开发一个操作可靠性系统控制方法对空间机器人机制。方法是()确定可靠性因素和控制变量之间的映射关系,)构造系统控制模型空间使用可靠性的机制,通过积极的监管控制变量有三个目的:(i)最小化成本正常条件下执行任务的时候,(ii)任务成功率最大化时在异常条件下,和(3)最小化其服务期间性能下降。通过构造一个多目标优化函数组任务包括可靠性、动态几何物理参数,和时变动态特性,我们将()研究的相关方法,实时调整和控制空间的可靠性机制利用优化函数集和()构建操作可靠性的基本理论框架体系航天控制机制。这将提供基本的理论和实现的有效手段,以确保满足长寿命和高可靠性需求的空间机制其服务期间在轨道上。这是一个多学科研究的努力基于多个控制好相关字段。
这将是完成如下。首先,一个部门操作的可靠性,提出了影响因素的方法,将使用可靠性因素划分为任务相关因素和和因素。然后两种因素之间的映射关系建立和控制变量。在此基础上,集成了多个变量和多个约束条件的优化模型。第二,分层系统控制模型,介绍了使用可靠性因素。根据模型,空间机械臂的控制分为三层:一个任务规划层、一层路径规划和运动控制层。使用可靠性相关性能参数测量系统的反馈。考虑到操作的可靠性影响因素,系统可以自主决定哪些控制层的系统优化和如何使用控制层调整优化决策模块。操作可靠性因素影响这三个控制层对控制变量的形式约束。在任务规划层和路径规划层,该计划通过改变调整控制变量和优化的约束条件。 In the motion control layer, performance is improved by modifying the controller parameters.
同时,异常诊断模块分析数据从一个传感器监测模块,以确定是否有错误,如果有错,错,关节的位置,在关节内,故障的来源,如一个失败的执行器和传感器。在故障检测和确定其位置,性能下降的程度是由一个操作能力影响函数。
如果故障导致关节性能下降,而不是完整的共同失败,运动性能约束和调整优化标准和噪声抑制措施执行。运动控制的调整量修正将确保任务完成故障条件下的概率最大化。
如果故障是一个完整的联合故障,故障自我实现的。这将允许机械手来完成其任务。为此,调整控制模型和重建。失败可能会导致联合快速控制模型中的参数的变化,这些快速变化必须抑制避免损坏操纵者。控制模型重建和在线调整后,执行任务的可行性阶段划分是再决定。如果不可行,任务约束和优化标准更新和任务是重新计划。这是平行研究的主题,所以本文没有给出细节。
2。Multiconstrained多变量综合优化模型的运行可靠性
根据可靠性理论,空间机械臂的操作可靠性因素确定。然后我们将因素划分为任务相关的因素和因素。必要但不充分条件系统的高操作可靠性高品质和低成本的任务执行。
基于可靠性的因素决定的,每个因素的数学模型建立和模型变量确定;然后模型变量分为可控变量和不可控的变量。使用可靠性因素之间的映射关系和可控变量建立了根据每个因素的数学模型和控制变量的划分。
基于上述分析,multiconstrained多变量综合优化模型是建立以提高运行可靠性,如图1。随后给出的方法是用来改善空间机械臂的操作可靠性通过调整控制变量的控制过程,从而改善任务实施的成功率和延长设备的寿命。
在图1、操作可靠性空间机械臂是由一系列操作可靠性的因素决定的。每一种因素是影响变量的数量。分为任务相关因素和因素和因素。
基于任务需求的空间机械臂轨道,关键指标相关的典型任务成功与否的角度分析了任务完成和任务完成的质量。然后确定任务相关因素。
(1)空载转移的任务。空载转移任务描述瞬态运动之间的空间机械臂在空载条件下的两种构型。的主要因素影响任务完成和结束任务完成的质量定位和方向,速度,基本态度,基础速度、灵活的振动,等等。
(2)处理的任务。处理任务描述了空间机械臂的两个配置之间的瞬时运动负荷,如空间实验室传输、卫星释放,协助宇航员舱外活动。影响任务完成的主要因素和任务完成的质量基础干扰力,基本态度,基地的速度,操作力,最终定位和态度和速度,等等。
(3)获取的任务。捕捉任务意味着结束的机械手臂直接捕获或对接负载的目标。影响任务完成的主要因素和任务完成的质量最终定位的准确性和态度,最终速度,碰撞力和基础干扰力,等等。
和因素,首先,特定于任务的成本分类是基于空间机械臂和工程经验的特点,分类,如磨损、性能下降,电子元件的失败,和结构变形。然后,基于分类,影响每一个执行,成本因素进行了分析,如负载的影响,速度,和温度对磨损、功率的影响,温度和频率的使用电子元件性能下降,影响碰撞和重载的变形机制。
此外,使用可靠性的影响因素为例,它们之间的关系和控制变量如下所示。
2.1。结束位置和方向
转换转换坐标系统在坐标系统,可以被认为是以下四个subtransformations的产品:旋转约通过;翻译在通过;旋转约通过;翻译在通过(37]。
使用关节角的顺序据Denavit-Hartenberg参数和坐标系统之间的转换关系,链接变换矩阵的一般表达式可以得到:
然后,可以相乘找到链接转换单一转换相关的框架帧:框架的线性变换帧可以通过乘以每个变换矩阵为:
通常称为机械手的变换矩阵。如果位置向量和旋转矩阵代表了末端执行器的位置和姿态,机械手运动学方程可以定义如下:
终端执行器的位置和姿态之间的关系,建立了关节角。
2.2。碰撞力
根据碰撞假说,科里奥利力,离心力,速度可以忽略依赖关系相对于碰撞冲击力因为撞击的时间很短38,39]。积分在很短的时间内可以获得: 在哪里是终端执行器的冲击力。
为了使,它可以获得
的运动学关系(我们假设系统初始动量和角动量是0),
导数的方程的推导和集成一个非常短的时间内:
至于脉冲矢量,它等于脉冲幅度和方向矢量的乘积;也就是说,,在那里: 在哪里雅可比矩阵的惯性矩阵。
碰撞过程分为压缩阶段和恢复阶段。正常的相对速度是0两个物体的接触表面的压缩阶段。我们假设碰撞前的速度和和最后阶段的速度压缩和。因此,它形成在压缩的最后阶段以下公式: 在哪里是碰撞的法向量。
我们假设对象1在压缩阶段的冲动。因此,2是冲动的对象:
我们重写方程碰撞脉冲的压缩阶段
泊松模型假定为操纵国和目标之间的碰撞。因此,脉冲的复苏阶段,在那里恢复系数和接触表面和材料:
因此,受影响的因素(内在因素除外),可见脉冲力的方向雅可比矩阵的碰撞力,惯性对象(是固定值对象时准备好),相对速度和关节角的函数,在那里雅可比矩阵的广义线性速度和是机械手的广义惯性矩阵。
因此,碰撞力之间的映射关系,建立了终端速度和关节角。
2.3。结束的速度
根据机器人,机器人雅可比矩阵是定义为线性变换速度的终端执行器的关节,它可以被看作是速度的传动比从关节空间到笛卡儿空间(37]。也就是说,
我们假设和指差动位移和位移的旋转效应,分别;和分别指线速度和角速度。至于th关节,线速度的方向最终效应是同时产生的:
因此,th获得雅可比矩阵的列:
至于转动关节的旋转,角速度的终端执行器
同时,终端执行器的线速度是向量的乘积:
因此,列雅可比矩阵的定义是 在哪里是指最后一帧的帧的起源相对于基础框架。
前三行代表线性的传播速度最后三行代表角速度的传输速度,而每一列表示,相应的关节速度影响终端执行器的线速度和角速度。因此,雅可比矩阵机械手可以书面的形式:
我们可以简化方程
角速度之间的映射关系建立了关节和末端执行器的速度。
2.4。能源消耗
作为空间机制相当复杂,负载的太空交通工具是有限的,它不能携带更多的能量。因此,使用的能源部门往往是有限的。能源作为指数影响因素的可靠性机制是减少空间机械臂系统的能源消耗和满足需求的机械臂使用很长时间。根据联合输出功率的计算40),我们可以提出关于能源的数学关系如下基于关节力矩的解决方案:
2.5。摩擦磨损
不能避免的摩擦磨损关节间隙,齿轮咬合,和灵活性41]。可控变量之间的关系和摩擦摩擦可以通过以下模型: 在哪里摩擦系数,输出转矩,是重力力矩。
3所示。使用可靠性系统控制模型
使用可靠性系统控制模型如图2。三个控制水平、任务规划、路径规划和运动控制,用来完成基本的空间机械臂的控制。反馈回路考虑使用可靠性因素(任务相关因素和成本递因素)添加在系统调整控制过程中,延迟性能下降的机制在服务期间,提高运行可靠性。故障诊断模块,反馈回路,用于评估系统的状态。当断层部分在两个州之一,性能退化状态或故障状态,噪声抑制方法(底部路径故障self-handling)或模型重建方法(顶部路径故障self-handling)是用来调节控制系统,分别。
3.1。三层控制结构
空间机械臂的控制系统分为三层:任务规划、路径规划和运动控制,以及控制回路图的路径2。指定的任务是输入空间机械臂的控制系统,和第一个模块,任务规划模块,将任务分为阶段;第一块,阶段划分任务,将任务划分为离散的阶段。的可行性分析阶段运动块每个阶段分为一系列的中间点。路径规划模块计划每两个相邻中间点之间的路径,把它变成一个关节角在时域序列。根据关节角序列获得的路径规划模块、运动控制模块控制电机使关节旋转到所需的角度。
的发现价值任务相关性能参数和性能参数的反馈信息;考虑到操作的可靠性因素,系统可以自主决定哪些控制水平的系统应该优化以及如何优化使用控制水平调整的决策模块位于反馈回路。该模块基于以下逻辑决策指南:(1)任务相关参数符合预期,和和参数是合理的:系统是正常的。不实施调整约束。(2)任务相关参数符合预期,和参数不合理:路径规划约束应调整。(3)任务相关的参数不符合预期,和和参数是合理的:运动应调整控制器参数。(4)任务相关的参数不符合预期,和和参数不合理:潜在故障和任务规划应调整。
任务相关参数是否符合预期决定的决策控制水平调整块如下。
表示由,的值任务相关的因素。例如,关节角可以测量终端执行器的配置。
让任务相关的值之间的误差因素和控制目标在每个控制周期的用 在哪里的误差因素,是许多因素,是控制时期。
然后内任务相关因素的积累误差控制周期 在哪里任务相关因素的累积误差。的误差因素。是许多因素。是当前控制周期和是集成的长度。
当大于规定的阈值,任务相关参数不符合要求;否则任务相关参数满足要求。阈值决定按照任务的要求和工程经验。
和参数是否合理决定如下。电流、温度的因素等等与表达的成本有关: 在哪里意味着相关的成本和价值的因素和分别是,许多因素和控制周期。
每个因素的累积值与成本有关控制周期是: 累积误差因素相关的成本在哪里吗和价值与成本相关的因素,,,分别表示的数量因素,当前控制周期和集成的长度。
和参数不合理的时候比规定的阈值;否则他们是合理的。阈值决定根据工程经验和实验统计数据。
3.2。调整方法的控制水平
根据结果调整决策模块的控制水平,使用不同的策略做出调整或修正为每个控制水平。在任务计划层和路径规划层,规划方案调整通过改变控制变量的约束和优化标准,修改,以提高性能和控制器参数在运动控制层。
弹性动力学的影响将被认为是在路径规划层,这意味着运行可靠性系统控制方法将考虑如何消除的灵活的动态路径规划的影响。在此基础上,添加新的约束路径规划水平和最优路径规划轨迹,可以减少或消除在操作过程中机器人手臂的振动效果。
在运动控制层,时变约束模型包括图书馆内部约束和外部约束。内部约束由时变的润滑,时变的差距,等等。外部约束由时变的配置,时变的接触,时变负载,时变的错,等等。
基于可靠性的因素决定的,相应的操作可靠性的影响因素之间的关系(如齿轮摩擦力矩、摩擦力矩的轴承,和链接弯曲变形)和联合系统的动力学参数(如转动惯量、刚度和内部摩擦力矩)进行了分析,和图书馆时变约束模型的建立。基于上述,时变动力学参数作为约束条件,空间机械臂的关节运动控制系统框架构建。在线动态参数识别方法;然后联合惯性矩的前馈补偿,刚度和内部摩擦力矩和反馈补偿使用控制偏差。最后使用可靠性的运动控制方法与时变动态约束空间机械臂。
探索许多可能的策略是当前研究工作的主题。本文中的示例之后提供了一种可能的实现。
3.3。调整控制水平影响因素引入的操作可靠性
根据影响因素之间的映射关系操作可靠性和每个机械手的控制变量多个约束和多变量综合优化模型,使用可靠性的影响因素条件下执行任务的高质量和低成本的选择,得到相应的控制变量和范围约束范围通过映射关系。这个约束是作为一种新的约束的任务规划和路径规划进行重新计划任务或路径。
3.4。概述断层Self-Processing
数据从传感器和其他监控模块通过故障诊断分析模块,判断是否有故障和故障源。针对故障源,操作能力的影响函数条件下的故障建立了空间机械臂来评估性能衰减。
如果故障源的性能变弱,运动性能约束和优化准则是根据衰减的程度,改变和噪声抑制调整实现运动控制与调整量校正,以确保完成任务的最大概率故障条件下。
如果故障诊断模块检测到一个故障时,故障self-handling实现,包括在线调整和重建机械手的控制模型和调整约束参数突变。
冗余空间机械臂的自由度的关节都大于自由度,最终构成定义。在关节空间内,有多个可行解集可以让每一个关节的从一个初始位置移动到所需的位置,同时保持最终传动装置构成不变。同时,有可能冗余空间机械臂完成给定的任务,而一个或一些关节落入一个完整的共同失败。在这种情况下,重建和抑制空间机械臂的参数突变方法是必需的。
重建模型重建包括运动学和动力学模型。在线调整包括控制模型和操作参数的调整。调整控制模型包括调整约束、控制目标、参数的数学关系,并再次计算的数学模型。运动参数的调整包括调整参数突变由于共同的缺点和模型的重建。抑制参数的变异是通过引入补偿项,使机械手操作顺利在其控制模型重建和调整(42,43]。
后重建和机械手实现在线调整模式,阶段部门通过任务规划模块重新判断是可行的。如果不是,任务约束和优化标准更新并再次执行任务规划模块。
4所示。仿真实验
4.1。实验方案
控制方法是进一步解释说“空载转移任务”的空间机械臂为例。根据多约束和多变量使用可靠性的综合优化模型,确定任务相关的因素“空载转移任务”的空间机械臂是终端的位置精度。关节磨损是由作为一个例子和因素的示例中,只考虑了速度对磨损的影响。
传感器是用来检测机械手的每个关节角为每个控制周期。测量值减去从目标关节角的路径规划方案获得每个关节角的误差和错误的终端位置根据机械手的正运动学解。终端位置误差的平方的总和控制周期只是作为一个例子的计算任务相关的误差因素。当它大于所需的阈值的任务,任务执行的效果与预期不相符。剩下的这个例子中,我们将假定任务相关因素少于所需的阈值。
和因素,根据摩擦学理论,运动副的磨损不可避免地需要增加功耗,使执行机构的工作电流的增加。当电流传感器探测到的值大于一个合理的阈值,我们将作为一个间接的衡量和因素。
基于上述信息,控制水平调整块确定的决策控制层来调整,如果有的话:
如果机械手运行正常情况下,没有一个需要调整的控制水平。
如果发生故障,任务规划方案需要调整。根据断层self-handling,关节锁定失败,然后在线调整和重建的控制模型实现机械手的控制模型重建和在线调整块,然后任务实现可行性评估后的机械手模型重建。如果重建模型不能满足执行条件继续任务,任务是重新计划根据新的机械手的控制模型。
如果和不合理因素,然后路径规划需要调整,关节角误差范围最小和磨损率最低的关节角速度确定当前时间根据关节误差和关节磨损模型。
机械手模型是建立在Matlab。它有3个自由度,每个人都是旋转接头。机械手的d - h坐标系如图3。d - h参数如表所示1关节角和关节变量。
基于给定的(d - h参数)机械手的运动学参数,建立了运动学模型,以及关节角和结束姿势之间的映射关系。利用运动学模型和路径规划算法,路径和关节角序列可以获得后续的模拟。使用关节角序列,结合磨损模型,可以计算磨损时,机械手执行一个给定的路径,以及后续可以进行模拟。
联合误差模型在不同的关节角误差分布: 在哪里是关节误差,关节角,表达错误的概率分布表示参数的分布通过实验数据统计。
联合误差仿真模型假定它服从正态分布: 在哪里,,。
机械手的关节系统是一个高度非线性的系统。摩擦磨损是重要的非线性因素影响控制精度和运营成本。摩擦参数变化与时变因素(如关节的位置和速度)在机械手的动态操作过程。
应该是派生的磨损率模型分析磨损理论或实际实验测试。无论采用哪种方法,模型应该是一个函数与多种因素相关(其中一个独立变量是时间)。
在这篇文章中,一个穿模型构建基于材料和相关的调查和分析研究报告(44- - - - - -47]。为简单起见,磨损率只与时间的改变和关节角速度。
模型的关节磨损的磨损率在不同关节角速度: 在哪里,,分别是、磨损率、关节角速度,和服务时间的设备和表达了磨损表面磨损测试在不同工作条件下获得的。
时变磨损模型的形式介绍了磨损率分布不同的关节角速度和假设时变穿模型如图4。
在仿真实验中,我们记录下穿在给定的服务时间。为了计算穿,首先,我们遍历服务时间的操纵者。它执行给定任务在每个服务阶段,然后穿在每个控制周期的任务是根据磨损模型。然后,穿在整个任务的过程中获得的积分方法。最后,我们通过多次仿真获得机械手的穿在给定的服务时间。
当约束关节角和关节角速度确定任务和机械臂的路径规划评估。如果当前的规划方案满足约束条件,它继续执行任务,否则重新规划计划根据新的约束条件。
如果运动控制需要调整,那么更新控制器的参数模型库参数和控制器参数之间的映射块。
4.2。结果分析
作为显示在图5,与传统控制方法相比,误差之间的规划方案和执行结果落在接近于零的操作可靠性有更大概率的执行结果满足精度要求的任务。
作为显示在图6,传统的控制方法没有考虑和因素和操作可靠性用于执行相同的任务很长一段时间和一个小的穿机械手操作控制方法的可靠性。因此,它可以推断出,与其他影响因素的可靠性变化的相同和相同的磨损失效标准,使用操作可靠性的控制方法来控制机械手预期服务周期更长。
5。结论
方面的研究成果,分层系统的控制模型引入操作可靠性影响因素是由系统级在这个项目中,将控制过程划分为三个级别的任务规划、路径规划和运动控制。实际状态空间机械臂的操作可靠性实时特征和反映通过检测或计算值使用可靠性因素(终端位置,终端速度,碰撞力,能源消耗,摩擦磨损,等等)。它是由作为反馈,考虑影响因素之间的映射关系全面、操作可靠性和控制变量的决策控制水平调整模块用于决定调整战略三个自动控制水平。
结果的基础上通过多准则决策控制水平调整模块和任务规划模型在多约束条件下,路径规划模型考虑弹性动力学的影响,和运动控制模型对空间机械臂在时变和动态约束下,这三个控制水平和调整的操作可靠性因素的影响控制变量约束的形式和不同的策略是用来为每个控制水平调整或修改。在任务规划和路径规划水平,规划方案调整的形式变化的影响控制变量约束和优化标准,通过修改参数和性能提高控制器的运动控制水平。设计一个仿真例子提出了控制模型的基础上操作的可靠性、“空载转移任务”的空间机械臂为例,进一步说明这种方法。在实验中,联合穿被视为和因素,只考虑控制变量的影响(关节角速度)穿。
相比,结果表明,与传统控制方法执行相同的任务很长一段时间,使用操作可靠性的控制方法来控制机械手磨损量较小,这方法更长的预期服务周期相同的磨损失效标准。研究结果可以扩展应用到航空的发展,导航,和其他行业的复杂的机电产品,起着重要的作用在增强国家科技的核心竞争力具有非常重要的科学意义和工程实用价值。
6。未来的工作
的三个控制水平的系统控制模型,介绍了层次和场合的动力学因素需要考虑。任务规划阶段负责概要分析给定的任务,完成的事件和描述环境时间序列在任务的执行过程。由于技术特点,它还没有在任务规划阶段考虑动态因素。因此,动态因素,分别介绍了路径规划和运动控制。
在路径规划中,机械手的关节驱动力矩是有限的在一般情况下,它应该尽可能地减少的前提下,确保任务的成功完成。为了解决这个问题,相关的优化目标函数建立了空间机械臂关节驱动转矩基于动力学方程。基于局部优化方法(零空间法、最小关节力矩法,等等)或者是全局优化方法(粒子群优化算法等),优化的目标函数,即实现最小关节力矩。在运动控制、灵活性、摩擦等与使用可靠性被添加到动态模型设计的控制器。上面的动态模型的参数识别控制过程中实时调整控制器的参数和优化控制效果。
()使用可靠性的系统控制模型空间机制下故障模式应进一步改进和完善。在故障情况下,它是一个要解决的问题在随后的研究工作,也就是说,机械手的控制模型如何完成故障self-handling并确保合规控制突然故障概率和最大的任务完成。数据监测模块的传感器等等进行分析来判断是否有故障,通过故障诊断模块故障源。在故障情况下,退化为机械手工作空间范围是通过评估确定模块的性能下降。
如果故障源的性能降低,比如增加的差距,的最大值小于关节力矩,采用噪声抑制的方法和贝叶斯方法时所产生的噪音估计噪声干扰加剧。然后调整策略的性能函数构造叠置纠正值为运动控制输入成功完成任务的概率最大化机械手故障条件下。如果故障源失败,如联合失败,立即锁定故障联合,根据空间机械臂在轨任务需求,基于操作可靠性和容错控制优化目标,选择基本控制约束(包括边界约束、运动约束和动态约束),使用控制模型的重建方法建立空间机械臂容错控制模型和抑制参数突变在同一时间。因为系统模型切换会导致控制模型的参数突变,抑制突变参数确定的优先级和抑制方法研究考虑全局参数突变为典型的空间机械臂在轨任务开发利用微扰法和添加的矢量控制原理补偿获得参数突变的抑制功能。顺利从最初的控制模型切换到容错控制模型实现基于模型的在线调整方法和抑制参数突变的方法。
相互竞争的利益
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
作者要感谢他们的同事帮助机器人研究小组的讨论和评论。与此同时,作者也要感谢圣母大学的威廉j . Goodwine教授对他有价值的和有用的建议,导致本文的重要改进。支持这项工作的关键项目的中国国家基础研究与发展计划(973计划)(没有。2013 cb733000)和中国国家自然科学基金(没有。61573066)。