第25卷第3期2023年6月辽宁科技学院学报JOUＲNALOFLIAONINGINSTITUTEOFSCIENCEANDTECHNOLOGYVol．25No．3Jun．2023文章编号:1008－3723(2023)03－027－04doi:10．3969/j．issn．1008－3723．2023．03．007机器人目标捕获的轨迹规划与控制研究易茗山，郭海丰，李嘉楠(辽宁科技学院电气与自动化工程学院，辽宁本溪117004)摘要:随着人类空间探索活动的不断深入，空间机器人服务技术在保证卫星和空间站可靠高效运行方面占有重要地位。目标捕获包括捕获前的轨迹规划、接近待捕获目标、捕获和控制目标四个过程。基于此，文章对空间机器人目标捕获的轨迹规划与控制进行了实验研究。首先，基于摩擦消除理论分析了空间机器人的抓取机理;其次，为更准确地规划目标捕获路径，文章提出了一种匀速模型状态下的目标运动预测算法来设计机器人手臂关节空间的阻抗控制;最后，通过实验研究验证了文章提出的轨迹规划方法的特点。实验结果表明，在整个目标捕获过程中，姿态控制系统的X轴、Y轴和Z轴的最大跟踪误差分别为0．003m、0．002m和0．004m。另外，虽然目标处于高速运动，且运动方向变化频繁，但机器人手臂末端对目标的跟踪精度仍然很好，表明本研究方法实现机器人目标捕获的有效性。关键词:机械手捕获;轨迹规划;空间机器人;阻抗控制中图分类号:TP273文献标识码:A近年来，随着太空探索活动的研究逐渐深入，导致在外层空间执行任务变得更加困难和多样化［1－2］。空间机器人技术的应用也为物流服务、基础动作等任务提供了重要保障［3－4］。太空机器人可以完成设备对接、加油、维护、转移、救援、空间站建设等任务，能显著提高任务完成的效率、质量和安全性［5－6］。因此，在目标捕获过程中规划和实现更精确的空间机器人轨迹控制已经被学术界和工业界广泛研究。对于机器人轨迹规划的研究，许多学者对其进行了多角度的深入探讨。如文献［7］研究了加速机器人轨迹规划，文献［8］对基于空间偏移曲线的机器人轨迹优化课题进行研究，文献［9］通过改进布谷鸟搜索算法对机器人轨迹进行了最优规划和设计。由此可见，为了提高机器人目标捕捉的精度和速度，研究机器人的轨迹规划与控制问题具有重要的现实意义。文章首先对机器人目标捕获的轨迹规划与控制展开深入研究，提出了一种捕获过程中目标运动参数的预测算法;然后为减小机械手的冲击力，分析了机械手关节空间的阻抗控制;再次对空间机器人的收稿日期:2022－02－23基金项目:辽宁省教育厅基本科研面上项目“基于深度学习...
