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学者姓名：陈力
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Abstract ：
A motion error parameter identification method is proposed to address the issue of insufficient absolute positioning accuracy of a seven-degree-of-freedom space robot based on the geometric parameter errors of the robotic arm and the position errors of the base coordinate system. Firstly, the kinematic model of the space robot is established based on a modified complete and parametrically continuous model, and the mapping relationship between the geometric parameter error of the robotic arm link and the end-effector pose error is obtained using the pose differential transformation method. Then, taking into account the base coordinate system's positional error, a novel model for the space robot is developed, based on the errors associated with the base coordinate system. Finally, the identification of kinematic parameters is accomplished using the Levenberg-Marquardt optimization algorithm. Simulation results validate the effectiveness of the proposed method. © 2024 IEEE.
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| GB/T 7714 | Yao, Zhen , Liu, Chuankai , Chen, Li et al. Calibration of Space Robot Parameters Based on Base Coordinate System Errors [C] . 2024 : 242-248 . |
| MLA | Yao, Zhen et al. "Calibration of Space Robot Parameters Based on Base Coordinate System Errors" . (2024) : 242-248 . |
| APA | Yao, Zhen , Liu, Chuankai , Chen, Li , Chen, Gang , Han, Fang , Hu, Xiaodong . Calibration of Space Robot Parameters Based on Base Coordinate System Errors . (2024) : 242-248 . |
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Abstract ：
相比地面环境，太空环境中机器人系统暴露在宇宙射线中更容易受到外部干扰，且因难以维护和燃料消耗等原因带来的质量和惯性等系统参数变化使得其更容易存在系统不确定性。针对载体位置不受控的漂浮基空间机器人系统存在系统不确定性和外部干扰的问题，提出了一种基于变论域模糊控制的轨迹跟踪控制方法。在使用计算力矩控制器求解标称系统控制力矩的基础上，使用变论域模糊控制对系统不确定性和外界干扰带来的误差进行补偿。论域范围的实时变化使变论域模糊控制可以适用于不同时刻的不同误差范围，从而有效提高了系统的响应速度，减小了系统的稳态跟踪误差。最后通过李雅普诺夫方法证明控制方案的稳定性，并通过数值仿真证明了控制方法的有效性。
Keyword ：
变论域模糊控制 变论域模糊控制 外部干扰 外部干扰 数值仿真 数值仿真 空间机器人 空间机器人 自适应控制 自适应控制
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| GB/T 7714 | 韩子航 , 陈力 , 韩大鹏 . 基于变论域模糊补偿的空间机器人自适应控制 [J]. | 南京航空航天大学学报 , 2024 , 56 (03) : 424-431 . |
| MLA | 韩子航 et al. "基于变论域模糊补偿的空间机器人自适应控制" . | 南京航空航天大学学报 56 . 03 (2024) : 424-431 . |
| APA | 韩子航 , 陈力 , 韩大鹏 . 基于变论域模糊补偿的空间机器人自适应控制 . | 南京航空航天大学学报 , 2024 , 56 (03) , 424-431 . |
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Abstract ：
Aiming at the problem that the joints were easily destroyed by the impact torque during the process of dual-arm space robot on-orbit capturing satellite，a compliance control algorithm based on reinforcement learning was proposed．First，the dynamic models of dual-arm space robot and the satellite system before capture were derived by the Lagrange approach and Newton-Euler method．Then，based on the impulse theorem，the geometrical conditions and Newton's third law，the dynamic model of the hybrid system of space robot and the satellite after capture was established．Considering the unstable hybrid system，a buffer compliance reinforcement learning controller was proposed． The real-time optimization control strategy was generated by interaction with dynamic environment，which could realize optimal control of the stabilization phase．Numerical simulation results show that the proposed control strategy can reduce the impact torque by 54.2% at most，while ensuring the joint impact torque to be limited to a safe range during stabilization phase，which can avoid damage from the impact torque for the joint. © 2024 Huazhong University of Science and Technology. All rights reserved.
Keyword ：
Compliance control Compliance control Compliant mechanisms Compliant mechanisms Environmental regulations Environmental regulations Learning systems Learning systems Orbits Orbits Reinforcement learning Reinforcement learning Robots Robots Satellites Satellites Stabilization Stabilization Torque Torque
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| GB/T 7714 | Ai, Haiping , Kaixin, E. , Zhu, An et al. Study on compliance control of space robot capturing satellite based on reinforcement learning [J]. | Journal of Huazhong University of Science and Technology (Natural Science Edition) , 2024 , 52 (5) : 150-157 . |
| MLA | Ai, Haiping et al. "Study on compliance control of space robot capturing satellite based on reinforcement learning" . | Journal of Huazhong University of Science and Technology (Natural Science Edition) 52 . 5 (2024) : 150-157 . |
| APA | Ai, Haiping , Kaixin, E. , Zhu, An , Chen, Li . Study on compliance control of space robot capturing satellite based on reinforcement learning . | Journal of Huazhong University of Science and Technology (Natural Science Edition) , 2024 , 52 (5) , 150-157 . |
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Abstract ：
空间桁架作为空间站一类重要基础设施,在空间站建设中起着不可替代的作用.考虑到组装好的空间桁架所占空间以及火箭的运载能力,一般采用将桁架部件发射入太空并在轨道完成组装.为实现空间桁架的组装、维护等太空任务,对空间机器人在轨插、拔孔操作的力/位姿阻抗控制进行了研究.建立了载体姿态受控形式的空间机器人系统动力学模型;通过桁架部件插头的运动学约束,建立了插头在基连坐标系下的运动学关系.基于阻抗控制原理,根据插头位姿与其输出力之间的动态关系建立了二阶线性阻抗模型,以实现在轨插、拔孔操作过程中输出力的精确控制.提出了一种自适应模糊组合非线性反馈(composite nonlinear feedback,CNF)控制策略,通过模糊控制器拟合系统不确定参数,作为CNF控制器的补偿输入,以降低不确定参数的影响,提高位姿的控制精度.通过Lyapunov原理证明了系统的稳定性;利用仿真分析,验证了控制策略的有效性.
Keyword ：
在轨插拔孔操作 在轨插拔孔操作 空间机器人 空间机器人 空间桁架 空间桁架 组合非线性反馈控制 组合非线性反馈控制 阻抗控制 阻抗控制
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| GB/T 7714 | 刘东博 , 陈力 . 空间机器人在轨桁架组装操作基于自适应模糊CNF的阻抗控制 [J]. | 力学与实践 , 2024 , 46 (4) : 711-721 . |
| MLA | 刘东博 et al. "空间机器人在轨桁架组装操作基于自适应模糊CNF的阻抗控制" . | 力学与实践 46 . 4 (2024) : 711-721 . |
| APA | 刘东博 , 陈力 . 空间机器人在轨桁架组装操作基于自适应模糊CNF的阻抗控制 . | 力学与实践 , 2024 , 46 (4) , 711-721 . |
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Abstract ：
In addressing the challenge of obstacle-avoidance motion planning for space redundant manipulators operating in environments with obstacles, an improved method based on a rapidly exploring random tree (RRT) algorithm is proposed. The method first adopts a target probabilistic sampling strategy to enhance the target orientation. Secondly, an artificial potential field is constructed to steer the growth of the node tree in joint space. Subsequently, a collision detection model between the manipulator and obstacles is established based on the bounding capsule and bounding sphere in Cartesian space. Finally, the paths are pruned and smoothed with a cubic Bezier curve. The simulation results validate the method's capacity to effectively plan a collision-free path for the space redundant manipulator and the joint motion trajectory is smooth. © Published under licence by IOP Publishing Ltd.
Keyword ：
Industrial manipulators Industrial manipulators Motion planning Motion planning Redundant manipulators Redundant manipulators Robot programming Robot programming Trees (mathematics) Trees (mathematics)
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| GB/T 7714 | Ye, Bin , Liu, Chuankai , Han, Fang et al. Obstacle avoidance motion planning for space redundant manipulator based on improved RRT algorithm [C] . 2024 . |
| MLA | Ye, Bin et al. "Obstacle avoidance motion planning for space redundant manipulator based on improved RRT algorithm" . (2024) . |
| APA | Ye, Bin , Liu, Chuankai , Han, Fang , Hu, Xiaodong , Chen, Li . Obstacle avoidance motion planning for space redundant manipulator based on improved RRT algorithm . (2024) . |
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Abstract ：
针对目前军用机场传统液压挂弹系统作业时间长、人力成本高、挂载精度低等问题，设计一种智能挂弹机器人以提高挂弹作业效率.首先，完成智能挂弹机器人的机械结构总体设计；其次，对智能挂弹机器人最关键的举升机构进行静力学和运动学分析，建立起举升机构力矩平衡方程和运动学方程；最后，通过机械系统动力学自动分析(automatic dynamic analysis of mechanical systems, ADAMS)仿真计算举升机构在作业过程中的推力变化和末端托盘速度变化情况.实验结果表明，所设计的举升机构性能达到了预期要求，同时仿真结果也可为智能挂弹机器人的举升电力系统设计和选型提供可靠的数据支持.
Keyword ：
ADAMS仿真 ADAMS仿真 举升机构 举升机构 智能挂弹机器人 智能挂弹机器人 机械结构设计 机械结构设计
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| GB/T 7714 | 杜嘉宇 , 权宇超 , 韩大鹏 et al. 智能挂弹机器人结构设计与举升机构仿真分析 [J]. | 福州大学学报(自然科学版) , 2024 , 52 (02) : 191-197 . |
| MLA | 杜嘉宇 et al. "智能挂弹机器人结构设计与举升机构仿真分析" . | 福州大学学报(自然科学版) 52 . 02 (2024) : 191-197 . |
| APA | 杜嘉宇 , 权宇超 , 韩大鹏 , 陈力 . 智能挂弹机器人结构设计与举升机构仿真分析 . | 福州大学学报(自然科学版) , 2024 , 52 (02) , 191-197 . |
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Abstract ：
研究了空间机器人在轨组装空间桁架操作的抑振阻抗控制问题．首先，利用Lagrange方法建立了载体姿态受控形式的空间机器人系统动力学模型；通过对系统进行动力学分析，推导了相应的机械臂末端和桁架插头在基连坐标系下的运动雅可比关系；结合阻抗控制原理，根据插头位姿与其输出力之间的动态关系建立了二阶线性阻抗模型．然后，设计了标称PD (Proportional Derivative)的控制器，并引入滑模变结构控制器来实现对建模不确定项的精确补偿，以提高力/位的控制精度．考虑滑模控制器固有的抖振，结合模糊控制原理，采用将滑模面作为输入，补偿控制增益作为输出的控制方案来提高抑振效果．该控制策略不依赖滑模面微分信号，计算量少，鲁棒性强，且无需复杂的模糊专家规则库．通过Lyapunov原理证明系统是一致渐进稳定的．基于Matlab仿真结果分析，验证了所提控制策略的有效性和抑振性能．
Keyword ：
在轨插孔 在轨插孔 模糊变结构 模糊变结构 空间机器人 空间机器人 空间桁架 空间桁架
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| GB/T 7714 | 刘东博 , 陈力 . 面向在轨组装服务的空间机器人动力学分析及抑振阻抗控制设计 [J]. | 力学季刊 , 2024 , 45 (03) : 688-696 . |
| MLA | 刘东博 et al. "面向在轨组装服务的空间机器人动力学分析及抑振阻抗控制设计" . | 力学季刊 45 . 03 (2024) : 688-696 . |
| APA | 刘东博 , 陈力 . 面向在轨组装服务的空间机器人动力学分析及抑振阻抗控制设计 . | 力学季刊 , 2024 , 45 (03) , 688-696 . |
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Abstract ：
针对空间机器人双臂捕获卫星过程中的关节易受冲击力矩而破坏的问题，提出一种基于强化学习的柔性控制方法．首先，针对捕获前双臂空间机器人及卫星系统，分别利用拉格朗日方法及牛顿-欧拉法推导得其动力学模型；然后结合冲量定理、位置约束关系及牛顿第三定律，建立捕获后空间机器人与卫星形成混合体系统的动力学模型．针对失稳的混合体系统，提出一种缓冲柔顺强化学习控制方案，该方案通过系统与环境的动态交互来实时优化控制策略以实现镇定过程的最优控制．仿真结果表明：所提控制方案最大可减少54.2%的冲击力矩，并在镇定阶段确保关节冲击力矩限制在安全范围内，从而保护关节免受冲击力矩的破坏．
Keyword ：
双臂捕获卫星操作 双臂捕获卫星操作 强化学习 强化学习 柔性机构 柔性机构 空间机器人 空间机器人 缓冲柔顺控制 缓冲柔顺控制 闭链系统 闭链系统
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| GB/T 7714 | 艾海平 , 鄂凯欣 , 朱安 et al. 基于强化学习的空间机器人柔性捕获控制研究 [J]. | 华中科技大学学报(自然科学版) , 2024 , 52 (05) : 150-157 . |
| MLA | 艾海平 et al. "基于强化学习的空间机器人柔性捕获控制研究" . | 华中科技大学学报(自然科学版) 52 . 05 (2024) : 150-157 . |
| APA | 艾海平 , 鄂凯欣 , 朱安 , 陈力 . 基于强化学习的空间机器人柔性捕获控制研究 . | 华中科技大学学报(自然科学版) , 2024 , 52 (05) , 150-157 . |
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Abstract ：
为解决位姿不受控情况下柔性关节空间机器人系统预抓取阶段的关节跟踪控制和振动问题，采用拉格朗日方程并结合动量守恒原理进而建立漂浮基三杆柔性关节空间机器人系统动力学方程。为提高柔性关节的等效刚度，引入关节柔性补偿的方法；即根据奇异摄动理论，将柔性关节空间机器人系统分解为慢变系统和快变系统。在此基础上，针对慢变系统设计以时延估计为主框架的滑模控制方法，同时与低通滤波器相结合消除滑模控制带来的系统抖振问题；针对快变系统设计线性速度差值反馈控制系统，抑制柔性关节给系统带来的柔性振动问题。通过仿真验证空间机械臂能够在有限时间内快速、稳定地跟踪上期望轨迹，证实该控制方案具有较好的鲁棒性和可靠性。
Keyword ：
低通滤波器 低通滤波器 关节柔性补偿 关节柔性补偿 时延估计 时延估计 柔性关节空间机器人 柔性关节空间机器人 滑模变结构控制 滑模变结构控制
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| GB/T 7714 | 徐河振 , 于潇雁 , 张宇涵 et al. 基于低通滤波器的柔性关节空间机器人时延估计跟踪控制 [J]. | 国防科技大学学报 , 2024 , 46 (04) : 142-149 . |
| MLA | 徐河振 et al. "基于低通滤波器的柔性关节空间机器人时延估计跟踪控制" . | 国防科技大学学报 46 . 04 (2024) : 142-149 . |
| APA | 徐河振 , 于潇雁 , 张宇涵 , 陈力 . 基于低通滤波器的柔性关节空间机器人时延估计跟踪控制 . | 国防科技大学学报 , 2024 , 46 (04) , 142-149 . |
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Abstract ：
随着空间装置的在轨服务需求越来越迫切,空间机械臂已成为世界各航天大国的研究热点。空间机械臂作为航天领域的关键技术之一,在航天器的在轨组装、在轨维修、在轨燃料加注等在轨服务中起到关键作用。国际空间站组装建造、维修和应用的经验表明,利用空间机械臂可以在恶劣太空环境下辅助或代替航天员完成在轨操作任务,提高空间操作和应用的安全性和效益,大幅度降低了探索太空的成本与风险。因此,空间机械臂的系统动力学与控制问题受到密切关注。针对漂浮基空间机械臂系统的轨迹跟踪问题,提出了一种固定时间控制方法。在固定时间收敛的框架下,分别提出了基于模型的控制方法和神经网络学习的方法。神经网络用于处理系统内的不确定分量,而径向基函数神经网络用于逼近动力学模型中的不确定部分,它具有优异的非线性逼近能力和先进的全局逼近能力。根据李亚普诺夫稳定性理论,证明了闭环系统的稳定性,轨迹跟踪误差收敛于零附近的一个小区域。仿真结果表明,所提控制方法具有优异的轨迹跟踪性能,能在固定时间内收敛并补偿系统的不确定项,验证了该控制算法的有效性。
Keyword ：
固定时间 固定时间 径向基函数神经网络 径向基函数神经网络 空间机械臂 空间机械臂 轨迹跟踪 轨迹跟踪
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| GB/T 7714 | 江磊 , 艾海平 , 朱安 et al. 基于神经网络的漂浮基空间机械臂固定时间控制研究 [C] //第七届多体系统动力学青年学者学术研讨会 . 2024 . |
| MLA | 江磊 et al. "基于神经网络的漂浮基空间机械臂固定时间控制研究" 第七届多体系统动力学青年学者学术研讨会 . (2024) . |
| APA | 江磊 , 艾海平 , 朱安 , 陈力 . 基于神经网络的漂浮基空间机械臂固定时间控制研究 第七届多体系统动力学青年学者学术研讨会 . (2024) . |
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