[发明专利]基于多机械臂驱动航天器位姿一体化鲁棒动力学控制方法

权利要求书

1.一种基于多机械臂驱动航天器位姿一体化鲁棒动力学控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取航天器位姿控制任务的任务参数；

(2)获取航天器总体参数；

(3)获取初始时刻航天器运动参数；

(4)根据步骤(1)所得任务参数，步骤(2)所得航天器总体参数以及步骤(3)所得初始时刻航天器运动参数计算初始时刻的系统动量；

(5)按照等时间间隔选取特征时刻，得到特征时间序列

(6)根据步骤(1)所得任务参数和步骤(4)所得初始时刻的系统动量，计算整个控制过程在特征时间序列上的期望关节运动序列；

(7)根据步骤(6)所得整个控制过程在特征时间序列上的期望关节运动序列，判断沿特征时间序列机械臂运动是否会发生连杆间碰撞，如果会发生连杆间碰撞，则调整航天器的期望运动轨迹并返回步骤(1)，如果不会发生连杆间碰撞，则进入步骤(8)；

(8)根据步骤(6)所得整个控制过程在特征时间序列上的期望关节运动序列，判断沿特征时间序列机械臂运动是否会发生臂杆间碰撞，如果会发生臂杆间碰撞，则调整航天器的期望运动轨迹并返回步骤(1)，如果不会发生臂杆间碰撞，则进入步骤(9)；

(9)根据步骤(6)所得整个控制过程在特征时间序列上的期望关节运动序列，判断沿特征时间序列机械臂运动是否会碰撞航天器本体，如果会碰撞航天器本体则调整航天器的期望运动轨迹并返回步骤(1)，如果不会碰撞航天器本体则进入步骤(10)；

(10)根据步骤(2)所得航天器总体参数计算当前时刻航天器动力学系统矩阵；

(11)根据步骤(2)所得航天器总体参数计算当前时刻第i部机械臂动力学系统矩阵，i＝1，2，…，N，N为机械臂总部数；

(12)根据步骤(10)所得当前时刻航天器动力学系统矩阵及步骤(11)所得当前时刻第i部机械臂动力学系统矩阵，计算当前时刻的集总系统矩阵；所述当前时刻集总系统矩阵包括当前时刻航天器与机械臂的集总惯性耦合矩阵H_bm(t_j)；

(13)根据步骤(1)所得任务参数和步骤(3)所得初始时刻航天器运动参数计算当前时刻航天器的虚拟速度控制V_c(t_j)及虚拟速度控制导数

(14)判断步骤(12)所得当前时刻集总惯性耦合矩阵H_bm(t_j)的秩rank(H_bm(t_j))是否满足：

rank(H_bm(t_j))≥6；如果满足，则进入步骤(16)，否则进入步骤(15)；

(15)对当前时刻集总惯性耦合矩阵H_bm(t_j)进行修正，并返回步骤(14)；

(16)根据当前时刻的集总系统矩阵和步骤(13)所得当前时刻的虚拟速度控制及虚拟速度控制导数，计算当前时刻的机械臂指令关节角加速度矢量；所述当前时刻的集总惯性耦合矩阵H_bm(t_j)的秩满足rank(H_bm(t_j))≥6；

(17)根据当前时刻的集总系统矩阵和步骤(16)所得当前时刻的机械臂指令关节角加速度矢量计算当前时刻的机械臂关节力矩，根据当前时刻的机械臂关节力矩实施对机械臂的控制，并在下一时刻时返回步骤(10)，直至完成航天器位姿控制任务。