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公开(公告)号：CN113400307B
公开(公告)日：2022-10-18
申请号：CN202110666012.8
申请日：2021-06-16
Abstract: 本发明属于航空航天技术领域，尤其涉及一种空间机器人机械臂的控制方法。本方法首先获取空间机器人基座相机采集的图像，设定用于机械臂控制过程中的奖励函数；构建机械臂控制策略网络、状态动作价值网络和状态价值网络，通过向控制策略网络输入图像，输出动作信息控制机械臂，并多次交互积累交互信息对形成经验池；根据最大熵强化学习构建各个网络训练所需的目标函数，利用经验池中的交互信息对实用梯度下降算法对各个网络参数进行训练，得到机械臂控制策略网络，输入图像信息，输出动作信息控制机械臂。本方法解决传统方法中存在的奇异解及建模误差问题，并将感知与决策统一到一个方法，避免了模块化的控制器设计过程中人工调整参数的问题。
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公开(公告)号：CN111590567B
公开(公告)日：2021-12-07
申请号：CN202010398024.2
申请日：2020-05-12
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明涉及一种基于Omega手柄的空间机械臂遥操作规划方法，将机械臂的运动分解为腕部的平动与最后三个关节的转动两部分进行控制，因此腕部平动所涉及的机械臂自由度小于整臂自由度，从而降低了发生运动学奇异的概率。将机械臂的运动划分为最后三个关节的转动及腕部的平动，除最后三个关节外的其余关节的运动产生腕部平动，将平动和转动互相解耦，运动控制简单可靠，物理意义明确，占用资源较少。将空间机械臂末端的姿态映射为最后三个关节在关节空间的运动，相比于传统的姿态映射方法，空间机械臂姿态运动不存在奇异问题。
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公开(公告)号：CN113377119A
公开(公告)日：2021-09-10
申请号：CN202110432096.9
申请日：2021-04-21
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开了一种基于能力模型的航天器任务推演方法和系统，该方法包括：进行态势评估，得到态势判定结果和基本能力指标集合；以n个1级期望态势为目标进行1级任务序列规划，并进行基于能力模型的多目标优化求解，得到1级基本能力指标集合；将各1级期望态势作为初始态势，各1级基本能力指标集合作为初始基本能力指标集合，重复任务序列规划和多目标优化求解的步骤，得到2级基本能力指标集合，依次类推，得到K级基本能力指标集合；选择最优态势发展支链，生成基于能力模型的任务推演结果。本发明解决了航天器实现对自身能力的快速评估、任务级指令的快速响应以及能力资源的快速分配问题，增强了对动态不确定场景的自主应变能力。
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公开(公告)号：CN112454349A
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN202010574622.0
申请日：2020-06-22
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明涉及一种考虑变刚度关节延迟特性的机械臂控制变换方法，通过下述方式实现：(1)考虑机械臂安装变刚度关节的时延特性，建立n自由度机械臂动力学模型；(2)将所述动力学模型中的时延缩小为原来的建立新的动力学模型；所述的m＞1；(3)设计使新动力学模型闭环稳定的小时延控制律；(4)以所述的小时延控制律为基础，考虑步骤(1)、(2)中两个动力学模型的缩放关系，进行缩放变换，设计使步骤(1)闭环稳定的控制律，利用该控制律实现机械臂的控制。
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公开(公告)号：CN111590564A
公开(公告)日：2020-08-28
申请号：CN202010378243.4
申请日：2020-05-07
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B25J9/16
Abstract: 一种无需末端工具质量信息和力传感器安装信息的六维力传感器重力补偿方法及系统，包括：(1)将力传感器安装在六自由度机械臂末端，基于力传感器读数和机械臂正运动学，建立：末端工具质量测量方程、质心位置测量方程、力传感器安装信息测量方程；(2)选取机械臂多个构型，得到l组对应的力传感器测量数据，进而得到l组末端工具质量测量方程、质心位置测量方程、力传感器安装信息测量方程；(3)采用加权平均或最小二乘法，得到末端工具质量、质心位置、力传感器安装信息；(4)建立包含末端工具质量、质心位置、力传感器安装矩阵的末端工具重力补偿模型；(5)计算得到末端工具在机械臂不同构型下的重力补偿量，完成对末端工具的实时重力补偿。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110340890A
公开(公告)日：2019-10-18
申请号：CN201910568504.6
申请日：2019-06-27
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明涉及一种空间机械臂全局无碰轨迹规划系统，通过建立三维视景仿真系统，基于几何关系的碰撞检测，进而利用关节空间随机采样方法，计算搜索出一组与周围环境无碰撞、且满足机械臂运动能力的轨迹。本发明对空间机械臂各关节及基座上的各部件进行凸处理；同时计算机械臂的操作空间，对操作空间之外的部件不进行碰撞检测，以此优化碰撞检测算法，提高计算效率；设计了基于关节空间随机采样的规划算法，可通过简单地的迭代计算搜索出一组与周围环境无碰撞、且满足机械臂运动能力的轨迹数据，无需考虑复杂的建模过程；对于已有轨迹数据，可以将该组轨迹的运行状态通过三维视景仿真直观地动态展示，减少错误指令发送给真实空间机械臂的风险。
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公开(公告)号：CN106166749B
公开(公告)日：2018-09-18
申请号：CN201610499945.1
申请日：2016-06-29
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B25J9/16
Abstract: 一种空间移动多臂机器人的移动轨迹规划方法，包含以下步骤：首先根据空间移动多臂机器人具体位置转移任务要求，确定第一机械臂两端所需到达的位置以及第二机械臂两端所需到达的位置；进而基于五次多项式规划方法解算出第一机械臂两端的移动轨迹以及第二机械臂两端的移动轨迹；然后根据机械臂运动学方程解算出第一机械臂各个关节的移动轨迹以及第二机械臂各个关节的移动轨迹，从而确定空间移动多臂机器人的移动轨迹；最后设计碰撞检测算法，用于检验机器人移动过程中机械臂与机器人平台之间、机械臂与目标航天器之间以及机械臂与机械臂之间的碰撞安全问题。
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公开(公告)号：CN105823600B
公开(公告)日：2018-02-09
申请号：CN201610160447.4
申请日：2016-03-21
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G01M1/30
Abstract: 本发明一种三轴气浮台上运动机构的动态平衡方法，根据待平衡运动机构的动力学反解，计算得出作用在气浮球轴承球心处的不平衡力矩，并控制调平衡机构补偿该力矩，使气浮台保持动态平衡，包括建立气浮台坐标系；计算得出该坐标系下待平衡运动机构当前总质心位置矢量；将该矢量代入待平衡运动机构的动力学反解得到作用于气浮球轴承球心处的不平衡力矩表达式；将该表达式代入气浮台调平衡机构的动力学正解计算得出期望的调平衡机构位置矢量；根据该矢量控制调平衡机构运动。该方法使载荷中包含运动机构的气浮台的质心始终在气浮球轴承的球心处，达到保持动态平衡的目的，具有较高的实用性。
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公开(公告)号：CN107609222A
公开(公告)日：2018-01-19
申请号：CN201710700714.7
申请日：2017-08-16
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种空间机器人末端接触碰撞力计算方法，该方法包括如下步骤：将捕获装置及被捕获装置的机械设计三维CAD模型进行简化；对建立的捕获装置及被捕获装置的三角片元化模型进行特征几何要素的提取；根据捕获装置及被捕获装置的几何特征模型得到捕获装置及被捕获装置的碰撞点位置及嵌入深度量；建立捕获装置和被捕获装置的碰撞模型；通过碰撞嵌入量和碰撞嵌入速度得到碰撞力；通过碰撞点嵌入速度的切向速度、碰撞力和摩擦系数得到接触摩擦力；结合碰撞力和接触摩擦力得到碰撞力模型。本发明针对不规则的目标几何构型，提供了简化几何特征的高效碰撞检测方法，为机械臂关节承载以及捕获控制方案仿真验证工作提供支撑。
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公开(公告)号：CN104765374B
公开(公告)日：2017-05-10
申请号：CN201510070074.7
申请日：2015-02-10
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开了一种高轨自然绕飞轨迹修正方法，在绕飞起点位置，根据相对导航结果计算建立自然绕飞轨迹的速度增量，并输出给推力器执行；根据绕飞起点有效相对导航结果基于CW方程解析解外推计算当前时刻标称轨迹对应的相对位置；确定同一相位角标称轨迹对应的相对位置与相对导航结果的相对位置之间的位置偏差，如果超过预设阈值，则建立偏差标志，计算当前相位角对应的相对导航结果的相对速度与标称轨迹相对速度之间的速度偏差，根据所述位置偏差和速度偏差计算加速度控制量，根据加速度控制量计算脉冲输出指令。本发明能够修正由轨道摄动和执行机构误差引起的距离偏差，最大程度使飞行轨迹逼近无摄条件下的理想闭合椭圆，从而建立稳定绕飞轨迹。
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