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公开(公告)号：CN116955893B
公开(公告)日：2024-09-13
申请号：CN202311077815.5
申请日：2023-08-25
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
Abstract: 本发明提出一种基于旋转矩阵的航天器姿态受限下的协同势函数族设计方法，所述方法包括：步骤一、建立姿态限制模型；步骤二、构建协同势函数以处理临界点问题；步骤三、基于协同势函数，构建避障势函数以处理姿态约束问题；步骤四、将所设计的势函数引入控制器设计，实现受限制下姿态全局收敛。所述方法控制算法结构简单，解决了现有技术中临界点问题。
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公开(公告)号：CN116945184B
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202311004407.7
申请日：2023-08-10
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明提出在轨服务航天器多冗余机械臂协同控制方法，所述方法首先针对搭载4条7自由度机械臂的多臂航天器进行运动学与动力学建模，并进行工作空间分析，以确保目标轨迹始终处于机械臂可达范围内；随后，在航天器展开阶段，当目标臂构型为单臂或对位双臂时，通过非目标机械臂的运动抵消目标机械臂运动对基座位姿的影响以节约燃料与工质；在任务执行阶段，通过雅克比矩阵的伪逆可完成末端空间到关节空间的映射，并通过迭代逐步完成对理想轨迹的逼近，最终得到符合要求的关节解算结果；且通过机械臂与基座的协同，防止机械臂陷入奇异状态，保证其可操作性；最后，在任务完成后的回收阶段采用关节空间的控制，确保系统能够较为精确地回归初始构型。
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公开(公告)号：CN116922391B
公开(公告)日：2024-08-20
申请号：CN202311068281.X
申请日：2023-08-24
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
Abstract: 本发明提出一种基于多层条件概率运动原语的空间机械臂技能自主学习与优化方法，所述方法用于解决空间机械臂在示教学习中的外插问题(即待学习轨迹从整体上偏离示教区域)，实现技能的外扩和泛化。该方法建立代价模型并结合条件概率的求解，实现了机械臂示教区域的拓展学习和任务层面的技能泛化，构建“多层”框架满足了多种任务约束，通过概率计算取代传统的迭代优化方式，本发明所述方法实现了机械臂技能的快速学习和高效复现。有效提高了空间机械臂在轨操控的灵活性和智能化水平。
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公开(公告)号：CN116945184A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202311004407.7
申请日：2023-08-10
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明提出在轨服务航天器多冗余机械臂协同控制方法，所述方法首先针对搭载4条7自由度机械臂的多臂航天器进行运动学与动力学建模，并进行工作空间分析，以确保目标轨迹始终处于机械臂可达范围内；随后，在航天器展开阶段，当目标臂构型为单臂或对位双臂时，通过非目标机械臂的运动抵消目标机械臂运动对基座位姿的影响以节约燃料与工质；在任务执行阶段，通过雅克比矩阵的伪逆可完成末端空间到关节空间的映射，并通过迭代逐步完成对理想轨迹的逼近，最终得到符合要求的关节解算结果；且通过机械臂与基座的协同，防止机械臂陷入奇异状态，保证其可操作性；最后，在任务完成后的回收阶段采用关节空间的控制，确保系统能够较为精确地回归初始构型。
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公开(公告)号：CN116922391A
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202311068281.X
申请日：2023-08-24
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
Abstract: 本发明提出一种基于多层条件概率运动原语的空间机械臂技能自主学习与优化方法，所述方法用于解决空间机械臂在示教学习中的外插问题(即待学习轨迹从整体上偏离示教区域)，实现技能的外扩和泛化。该方法建立代价模型并结合条件概率的求解，实现了机械臂示教区域的拓展学习和任务层面的技能泛化，构建“多层”框架满足了多种任务约束，通过概率计算取代传统的迭代优化方式，本发明所述方法实现了机械臂技能的快速学习和高效复现。有效提高了空间机械臂在轨操控的灵活性和智能化水平。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116955893A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202311077815.5
申请日：2023-08-25
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
Abstract: 本发明提出一种基于旋转矩阵的航天器姿态受限下的协同势函数族设计方法，所述方法包括：步骤一、建立姿态限制模型；步骤二、构建协同势函数以处理临界点问题；步骤三、基于协同势函数，构建避障势函数以处理姿态约束问题；步骤四、将所设计的势函数引入控制器设计，实现受限制下姿态全局收敛。所述方法控制算法结构简单，解决了现有技术中临界点问题。
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公开(公告)号：CN114995132A
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202210582234.6
申请日：2022-05-26
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提出一种基于高斯混合过程的多臂航天器模型预测控制方法、设备和介质。模型预测控制在处理多臂航天器这类具有多种约束的复杂非线性系统方面具有优良的性能，并且被广泛地应用于地面机器人、无人机、自动驾驶等实际场景中。因此本发明基于模型预测控制进行任务空间控制器设计。此外，为了增强其抗干扰能力，利用高斯混合过程训练数据量小、训练速度快的特点，建立干扰模型并在模型预测控制中进行补偿。最后设计了推力分配方法完成平台控制。本发明提出的方法设计方便直观，具有较强的实用性。
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公开(公告)号：CN115352659B
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202211005633.2
申请日：2022-08-22
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)
Abstract: 本发明提出一种基于子母航天器的在轨建造系统。所述系统包括一个母舰航天器和若干个空间机器人子航天器。本发明所述在轨建造系统通过子母航天器协同工作，能够胜任多样化的建造任务，包括在轨制造、在轨装配、在轨搬运、在轨维护等。能够提高大规模空间设施建造效率。并具备后期在轨升级拓展的能力。并且在轨可自重构、可维修，而且能够携带大量原材料，原料可补充。所述系统能够自动化自主地完成大规模建造任务，精简建造机器人设计，使空间机器人工作空间最大化。
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公开(公告)号：CN115092420B
公开(公告)日：2023-02-17
申请号：CN202210629016.3
申请日：2022-06-06
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明提出一种基于方向余弦矩阵的复杂约束下航天器姿态机动规划方法、设备和介质。本发明所述方法通过时域变换，解耦了空间和时间，使得姿态约束和动力学约束逐步得到满足。首先建立基于方向余弦矩阵的航天器姿态运动学和动力学模型，并对复杂约束进行建模，从而完成对复杂约束下姿态机动问题的描述。然后在虚拟时域内进行路径规划，得到满足姿态约束和边界条件的姿态机动。最后进行运动规划，通过时域变换得到实际时域的角速度和控制力矩。本发明使用方向余弦矩阵作为姿态参数，使得规划所得结果更加直观，更易使用。
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公开(公告)号：CN115014363B
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN202210642555.0
申请日：2022-06-08
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明提出一种基于旋转矩阵拓扑结构的姿态路径规划方法、系统、设备和介质。所述方法具体包括具体为：步骤一、姿态的离散化与图结构的建立：将被处理的对象离散化并在其上建立图结构；步骤二、建立姿态限制；步骤三、对A*算法中代价函数进行设计，从而完成路径规划。本发明能够规划出一条快速从危险姿态机动到安全姿态的路径，并且在机动过程中避开危险姿态。
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