基于虚拟力概念的柔性臂空间机器人模糊退步自适应控制算法设计

讨论了漂浮基柔性臂空间机器人系统的动力学模拟、运动轨迹跟踪控制算法设计及柔性振动主动抑制。采用多体动力学建模方法并结合假设模态法，建立了漂浮基柔性臂空间机器人的系统动力学模型。基于该模型，针对系统惯性参数未知情况，提出了刚性运动基于模糊基函数网络自适应调节的退步控制算法，以完成柔性臂空间机器人载体姿态及机械臂各关节铰的协调运动。然后，为了主动抑制系统柔性振动，运用虚拟力的概念，构造了同时反映柔性模态和刚性运动轨迹的混合期望轨迹，通过改造原有的控制算法，提出了基于虚拟力概念的模糊退步自适应控制算法；这样不但保证了之前刚性运动控制方案对模型不确定的鲁棒性，而且能主动抑制柔性振动，从而提高了轨迹跟踪性能。理论分析及数值仿真算例均表明了控制方法的可行性