空间机器人系统动力学建模与控制仿真研究(4)

空间机器人系统动力学建模与控制仿真研究

胡松华等：空问机器人系统融力学建模与控制访真研究

１９８１

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关节角加速疰期望精＾

机槭臀运动对基座产生的干扰力矩

（作为基座控捌的曲愤补偿）

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机械臂的Ｄ—Ｈ参数如表２所示．

裹２机械臂Ｄ－Ｈ参数

实际机械臂Ｄ－Ｈ参数

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基窿娶鸯控村部分

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围３仿真采用的系统控制框圈

图４给出了机械臂末端执行器跟踪误差和基座

姿态控制误差．限于篇幅，本文就不给出所有仿真结

相应虚拟机械臂ＩＮＨ参敦

Ｂ

目

果图，给出部分数据范围：机械臂各关节角的角度跟踪误差一０．４８１。～Ｏ．４１７。，角速度控制误差一０．０９８～０．０８４（。）／ｓ，机械臂各关节控制力矩一０．１９５～

０．１３５

４．／ｍｄ，ｔｍ

ｄ。／ｍｄ．／ｍ

Ｎｍ，机械臂运动对基座的扰动力矩一０．１８２

～ｏ．１３４Ｎｍ在机械臂的运动过程中基座各轴向最

大漂移为０．１０４ｍ．基座控制力矩一０．１９０～０．１５１

Ｎｍ之间．

机械臂关节控制器采用计算力矩加ＰＤ的控制策略，基座采用ＰＤ加干扰力矩前馈补偿来控制其

５结

论

运动学和动力学的数学建模是空间机器人研究的一个难点．本文对空间机器人的动力学建模和控制仿真问题进行了研究，并建立了空间机器人的建模与控制仿真系统，解决了动力学方程中非线性项的计算问题．本文建立的建模与控制仿真系统可以方便、快捷地完成空间机器人系统的运动学和动力学建模，同时机械臂关节控制部分和基座姿态控制

姿态以保持稳定，图３给出了其仿真用控制框图．

４仿真结果

部分可根据需要采用各种不同的控制器．能够用来

验证协调控制等复杂控制方法，并能给出详细的仿真数据和结果．仿真结果表明．建立的运动学、动力学模型合理、可信。并取得了较好的控制效果．

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（下转第１９８７页）

圈４末螺执行器量踪馁麓豆基座姿态角误差

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