理论教育 如何调整空间仿壁虎机器人的姿态?

如何调整空间仿壁虎机器人的姿态?

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:当空间仿壁虎机器人靠近目标航天器时,需要调整自身的姿态,使得机器人身体所在的平面与目标航天器平面平行,便于机器人着陆。常用的姿态调整方法有主动控制和被动控制两种,本章研究的空间仿壁虎机器人姿态调控采用主动控制的方式。整个机器人姿态调控系统由测距模块、测速模块、控制器以及执行机构组成。

如何调整空间仿壁虎机器人的姿态?

当空间仿壁虎机器人靠近目标航天器时,需要调整自身的姿态,使得机器人身体所在的平面与目标航天器平面平行,便于机器人着陆。常用的姿态调整方法有主动控制和被动控制两种,本章研究的空间仿壁虎机器人姿态调控采用主动控制的方式。整个机器人姿态调控系统由测距模块、测速模块、控制器以及执行机构组成。其中控制器采用的是STM32,执行机构为尾部电动机。其工作原理为:由测距传感器测量机器人与目标的距离以及角度信息,根据测得的角度,判断机器人身体平面是否与目标航天器平面平行,如果不平行,则根据角度的正负来确定机器人旋转的方向,角度的大小确定旋转的速度;姿态传感器用以测量机器人旋转的角速度;控制器根据测距传感器测得的角度及由姿态传感器测得的角速度,决定控制规律;最后由尾部的执行机构执行控制器输出的控制规律,进而达到对空间仿壁虎机器人姿态调整的目的。由于尾部电动机驱动负载所产生的力矩为内力矩,因此整个机器人的角动量守恒。为了保证姿态调整的实时性,对控制器控制芯片STM32进行了uC/OS-Ⅲ的移植,将姿态调控的任务划分为三个:任务一主要对测距传感器的距离、角度信息及姿态传感器的角速度信息进行采集;任务二主要对任务一采集的角度及角速度信息进行处理,并根据处理得到的数据输出机器人的控制规律;任务三主要由尾部执行任务二输出的控制规律。(www.daowen.com)

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