面向在轨装配的冗余索并联机构变刚度控制

作者：于金山; 李潇; 王国星; 陶建国^*; 王浩威

来源：光学精密工程, 2021, 29(12): 2832-2843.

• 索并联机构
• 冗余驱动
• 刚度
• 振动

为了提高一种面向在轨装配的索并联机构的工作性能,提出了变刚度控制算法。建立了索并联机构的完整刚度模型,分析了绳索张力分布对不同方向刚度的影响。然后,考虑影响绳索张力分布的矢量λ的安全边界,建立了变刚度控制算法,该算法消除了刚度模型中对整体影响较小的耦合刚度,提高了计算效率,并且通过分配权重的方式对不同方向的刚度进行不同优先级的控制。最后,通过仿真与实验对变刚度控制算法的效果进行了验证。以旋拧操作为例,仿真结果表明:在对运动平台施加一定扰动力时,采用变刚度控制算法求解出的索力分布使薄弱方向的振动降低了35%。样机实验结果表明,在对索并联机构样机进行刚度控制后,刚度的测量值与理论值具有较强的拟合性,误差分别为16.3%和14.6%。变刚度控制算法可以提高索并联机构的工作性能,具有较强的实用性,并且可以用于不同类型的冗余索并联机构中。

• 单位
  哈尔滨工业大学; 机电工程学院; 北京空间飞行器总体设计部; 北京卫星制造厂有限公司