SGCMG系统非奇异路径规划

单框架控制力矩陀螺 (SGCMG)是应用在航天器上的一类惯性执行机构 .在航天器的姿态控制中 ,通常采用三个或以上的SGCMG ,以满足三轴控制的要求 .但是 ,当多个SGCMG协调工作时 ,系统会出现奇异现象 ,并极大地降低了SGCMG系统的操纵性能 .为回避SGCMG系统的奇异 ,本文提出了一种新的奇异回避条件 ,并通过对非线性规划中当前Kuhn Tucker乘子值的估计 ,得到了冗余SGCMG系统闭合形式的非奇异路径 ,而不需繁杂的数值求解 .正是由于这些新的手段 ,使得本文提出的算法不仅具有良好的奇异回避性能 ,而且形式简单 ,易于实现 .对金字塔构形的 4 SGCMG系统的仿真结果表明 ,上述算法是可行的 .     

非完整链式系统的路径规划--多项式拟合法

针对非完整链式系统,给出了一种路径规划新算法.该算法将较为困难的非完整系统路径规划问题转化为满足给定端点条件的多项式拟合问题,不仅使路径规划问题得到简化,而且可以很容易地应用于复杂环境下的路径规划问题.仿真结果证实了该方法的有效性.     

“和平号”空间站SGCMG系统及其操纵

本文在查阅相关文献资源的基础上,综述了“和平号”空间站ＳＧＣＭＧ系统的组成和操纵,并给出了梯度型操纵律回避奇异的一般化解释。同时指出,奇异问题的失效操纵问题是ＳＧＣＭＧ系统的两个重要问题,也是今后ＳＧＣＭＧ系统研究的主要课题。     

机器人操作臂奇异路径约束最优轨迹规划

路径约束最优轨迹规划的关键是引入标量路径参数来降低优化问题的维数 ．当路径穿越奇异点时，由于关节位移难以表示为任务空间路径参数的解析函数，给常规的 路径参数化方法带来困难．本文引入一种新的参数化方法，采用路径跟踪方程解曲线的弧长 为参数，解决了奇异点邻域的路径跟踪问题，把奇异路径轨迹规划转化为常规规划问题，并 采用动态规划方法求解轨迹规划问题．仿真表明，本文提出的参数化方法与动态规划结合起 来，是解决奇异路径最优轨迹规划的有效途径．      

基于路径规划的挠性航天器姿态自适应控制

针对挠性航天器存在动力学参数不确定性以及三轴非线性强耦合的特点,提出了一种基于余弦函数路径规划的姿态自适应控制方法。首先,分析挠性航天器动力学模型,给出了其姿态控制系统的总体结构;然后,为有效抑制挠性附件振动对控制性能的影响,设计了一种余弦角加速度姿态路径规划方法对指令信号进行柔化,以减少指令信号中的高频成分;最后,将柔化指令信号作为控制系统的期望输入信号,并采用基于多输入多输出特征建模理论,设计了姿态自适应跟踪控制器。通过MATLAB/Simulink仿真,验证了所提姿态控制策略的有效性。     

带有两个动量飞轮刚体航天器的姿态非完整运动规划问题

航天器利用三个动量飞轮可以控制其姿态和任意定位.当其中一个动量飞轮失效,在某些特定的情况下,如何控制航天器的姿态问题还没有有效的方法.利用最优控制方法研究了带有两个动量飞轮的刚体航天器姿态优化控制问题.为此考虑系统角动量为零的情况下,将航天器姿态运动方程化为非完整形式约束方程,系统的控制问题可转化为无漂移系统的非完整运动规划问题.通过Ritz近似理论得到求解带有两个动量飞轮航天器姿态的运动规划控制算法.通过数值仿真,表明该方法对航天器姿态运动规划控制是有效的.     

航天器姿态控制采用的动量偏置系统

自从上世纪50年代末，空军的Agena卫星采用重力梯度稳定方法以来，动量偏置系统对于航天器的姿态控制与稳定一直占据突出的地位。从那时以来，此类系统已经历了许多发展和改进，而且对于当前的地球同步轨道通信卫星来说，仍是占据主导地位的稳定方法。本文跟踪了Space／Systems Loral公司建造的航天器上所采用的动量偏置系统的一个特别的发展过程，重点讨论三类滚动／偏航控制系统。第一类是在具有动量偏置的早期卫星上使用的WHECON系统，第二类是在80年代中至90年代初的卫星主要采用了Terasaki控制系统，第三类是高斯线性二次型最优(LQG)动量偏置控制系统，该类系统90年代初引入，并在当前飞行的许多卫星上所采用。     

路网约束下异构机器人系统路径规划方法

由无人机(Unmanned aerial vehicles, UAV)和地面移动机器人组成的异构机器人系统在协作执行任务时, 可以充分发挥两类机器人各自的优势. 无人机运动灵活, 但通常续航能力有限; 地面机器人载荷多, 适合作为无人机的着陆平台和移动补给站, 但运动受路网约束. 本文研究这类异构机器人系统协作路径规划问题. 为了降低完成任务的时间代价, 提出一种由蚁群算法(Ant colony optimization, ACO)和遗传算法(Genetic algorithm, GA)相结合的两步法对地面机器人和无人机的路线进行解耦, 同时规划地面机器人和无人机的路线. 第1步使用蚁群算法为地面机器人搜索可行路线. 第2步对无人机的最优路径建模, 采用遗传算法求解并将无人机路径长度返回至第1步中, 用于更新路网的信息素参数, 从而实现异构协作系统路径的整体优化. 另外, 为了进一步降低无人机的飞行时间代价, 研究了无人机在其续航能力内连续完成多任务的协作路径规划问题. 最后, 通过大量仿真实验验证了所提方法的有效性.     

移动机器人路径规划综述

移动机器人是目前科学技术发展最活跃的领域之一,在工业、农业、医疗等行业广泛应用,还在城市安全、国防和空间探测领域得到更广的应用。要实现机器人在未知环境下自主作业,具备实时、自主、识别高风险区域和风险管理的能力,路径规划是一个重要环节,规划水平的高低,在一定程度上标志着机器人的智能水平,因此研究机器人路径规划对提高机器人的智能化水平、加快工程化应用具有重要的意义。文章重点分别从全局路径规划和局部路径规划角度对机器人路径规划的研究方法进行了分析与总结,同时分析研究了基于仿生学的智能算法的遗传算法、蚁群算法、粒子群算法,最后展望了移动机器人的未来发展趋势。     

SGCMG系统框架角轨迹跟踪自适应补偿控制

作为应用在航天器上的惯性执行机构,单框架控制力矩陀螺（GSGCMG）系统框架角空间的轨迹跟踪性能对航天器姿态控制（或稳定）精度有着极大的影响,为提高SGCMG系统框架角轨迹跟踪性能,本文在轨迹跟踪控制中,采用了“PD＋自适应补偿”的控制器结构,通过分析可以发现,此种控制器不但可使轨迹跟踪误差收敛至零,实现有限时间跟踪控制,而且可使轨迹跟踪误差每一分量的绝对值指数收敛,对应用在航天器上的金宁塔形4－SGCMG系统框架角空间轨迹跟踪控制的仿真结果表明,上述控制算法是可行的。     

基于人工神经网络的智能化煤矿监测系统的路径规划

给出了一种煤矿监测、数据采集用智能化监测系统的设计方案,监测系统在运行的过程中可实现数据采集、循迹、避障、测距等功能.监测系统的路径规划采用了一种人工神经网络算法,该算法利用神经网络模型描述监测系统工作空间的动态环境信息,并建立起机器人动态避障与网络输出间的关系.仿真结果表明该算法具有较好的环境适应性和实时性,所用的动态路径规划方法是正确和有效的.     

基于嵌入式系统的搬运机器人设计与路径规划研究

为了解决目前工业搬运机器人发展的需求问题,设计了一款基于嵌入式系统的搬运机器人。该型搬运机器人的循线采用的是一种七路灰度传感器,并通过设计的一种蓝牙模块将灰度信息发送到手机端,从而简化了循线时的调试,具有创新性。搬运机器人前端安装有颜色传感器用以区分不同种类的物料。电机控制部分设计了一个PID闭环控制系统,通过PWM脉冲宽度调节来控制电机的转速。然后,针对模拟场地提出了一种路径规划算法,并通过设计的搬运机器人进行了实验测试与分析,验证了该方法的准确性和有效性。     

复杂环境下路径规划问题的遗传路径规划方法

本文主要研究复杂环境下路径规划问题的遗传算法求解方法．介绍了适于求解路径 规划问题的遗传算法,针对复杂环境的特点设计了有效的路径遗传算子,在此基础上提出一 种新的度量路径个体适应度的计算方法．试验表明,该算法有很强的鲁棒性,适合于复杂环 境下的路径规划．     

基于路径跟踪控制方法的拖挂式机器人系统路径规划算法

为解决拖挂式移动机器人系统路径规划算法精准性低、稳定性差和无法考虑系统间安全性等的问题,提出一种基于路径跟踪方法的路径规划算法。该算法融合快速拓展随机树（RRT）基本算法和路径跟踪控制方程,通过自动拟合样条曲线,跟踪并生成节点间轨迹,以此提高路径精准性;加入系统夹角约束条件和节点击中机制提高算法稳定性和结果安全性;此外,加入贪心优化算法,针对结果路径进行优化处理。通过仿真实验结果表明,相较基本RRT算法,改进算法搜索得到的路径更贴近实际运动轨迹,在安全性和成功率上优于原算法,能够满足快速设计或实时系统的需求。     

参数不确定SGCMG系统的自适应操纵律设计

在单框架控制力矩陀螺(SGCMG)系统操纵律的设计中,如果考虑框架伺服特性,往往假设系统的物理参数是确切已知的.为消除参数的不确定性对操纵性能的影响,设计了一种自适应操纵律.该操纵律可对系统物理参数进行在线估计,并能根据航天器姿态控制给出的角动量(或力矩)指令,直接计算出每个框架驱动系统所需的控制力矩.由于操纵律没有算法奇异,在SGCMG系统不出现运动奇异的情况下,可使操纵误差渐近收敛至零.同时,该操纵律对系统参数变化具有良好的适应性,且形式简单,易于实现.对应用在航天器上的某SGCMG系统的仿真结果表明,上述操纵律是可行的.     

柔性制造系统的负荷分配及路径规划方法

柔性是柔性制造系统（ＦＭＳ）的一个基本优点，但这一基本优点却往往被人们忽视，许多现在运行的ＦＭＳ不是缺乏柔性，就是没能充分利用可获得的柔性来提高生产效率。柔性制造系统的负荷分配和路径规划问题正是这种柔性的一个主要方面，然而，路规划决策却往往被。其中一个主要原因人们仍不能从传统的生产管理概念中解放出来。本文在明确概念区分的基础上，提出了一种柔性制造系统的负荷分配和路径规划的线性规划模型，其主要特点是     

一种多轴风洞试验装置路径规划与防碰撞设计

在风洞试验装置的设计和运行中,运动机构的控制质量直接影响着模型的运动范围、气动特性的准确性和试验效率。多轴同步驱动的大惯量运动机构存在着结构复杂、惯性大、控制难度高、危险性高等特点。以4 m×3 m风洞大迎角尾撑运动机构为例,该设备作为多轴同步类设备常常会面临由于支撑的模型试验角度范围大,造成机构自身补偿距离随之增加,轴系运动逼近行程极限,既会限制试验角度范围,又会增加风险隐患等问题。针对以上问题,对多轴同步类设备开展讨论研究,提出基于电子凸轮的多轴运动路径规划技术和空间包围盒防碰撞检测算法,实现机构运动轨迹可规划、模型发生碰撞可预测的能力。目前,路径规划功能与防碰撞设计已应用于4 m×3 m风洞大迎角尾撑机构控制系统,有效提升了风洞试验装备的能力水平和安全性,加强了数控与测量设备的自动化、智能化。     

非时间参考的机器人路径规划与控制方法

本文面向非结构化环境,针对传统的基于时间的规划方法的不足,提出了一种非时间参考的 机器人路径规划方法;并根据该规划的特点,设计了相应的控制算法．在这种规划方法下, 机器人遇到障碍时能自动停止运动,而当障碍物被清除后,又能沿以前的规划继续运动,避 免了系统所受到的损害和任务的重规划,提高了系统处理不确定事件的能力．