Planowanie manewru dokowania manipulatora kosmicznego typu planarne trójwahadło metodą endogenicznej przestrzeni konfiguracyjnej

• Autorzy: Ratajczak A. , Ratajczak J.

Warianty tytułu

EN

Planning of space docking maneuver for a plannar triple pendulum space manipulator using endogenous configuration space approach

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono propozycję algorytmu planowania ruchu manipulatora kosmicznego w obecności przeszkód. Wprowadzono matematyczny model dynamiki manipulatora kosmicznego typu planarne trójwahadło, który następnie poddano częściowo linearyzującemu sprzężeniu zwrotnemu. Algorytm planowania ruchu oparty jest na idei endogenicznej przestrzeni konfiguracyjnej. Zadanie planowania ruchu wraz z unikaniem przeszkód zostało rozwiązane przy pomocy algorytmu z priorytetowaniem zadań. Efektywność pracy algorytmu została przedstawiona przy pomocy badań symulacyjnych.

EN

In this paper we propose the motion planning with obstacle avoidance algorithm for space manipulator. The introduced dynamics of planar triple pendlum space manipulator is subjected to the partially feedback linearization. The motion planning algorithm is derived with an endogenous configuration space approach and the obstacle avoidance is included through the prioritarian approach. The efficiency of the presented method is illustrated with simulations.

Słowa kluczowe

PL

robotyka kosmiczna; przestrzeń konfiguracyjna; manipulator kosmiczny; planowanie manewru; dokowanie

EN

space robotics; configuration space; space manipulator; manoeuvre planning; docking

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2018
• Tom: z. 196
• Strony: 51--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Ratajczak A.

• Katedra Automatyki, Mechatroniki i Systemów Sterowania, Wydział Elektroniki, Politechnika Wrocławska, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

autor

Ratajczak J.

• Katedra Cybernetyki i Robotyki, Wydział Elektroniki, Politechnika Wrocławska, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] Ch. Chen, O. L. Mangasarian. Smoothing methods for convex inequalities and linear complementarity problems. Mathematical Programming, Listopad, 1995, wolumen 71, numer 1, s. 51-69.
• [2] W. Domski, A. Mazur. Emergency control of a space 3R manipulator in case of one joint failure. In: 2017 22nd International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR). Proceedings, Sierpień, 2017, s. 384-389.
• [3] J. Oleś et al. 2D microgravity test-bed for the validation of space robot control algorithms. Journal of Automation, Mobile Robotics and Intelligent Systems, 2017, wolumen 11, numer 02, s. 95-104.
• [4] E. G. Papadopoulos. On the Dynamics and Control of Space Manipulators. Praca doktorska, Massachusetts Institute of Technology, 1983.
• [5] A. Ratajczak. Egalitarian versus prioritarian approach in multiple task motion planning for nonholonomic systems. Nonlinear Dynamics, Maj, 2017, wolumen 88, numer 3, s. 1733-1747.
• [6] J. Ratajczak, A. Ratajczak. Metodologia wyprowadzania modelu dynamiki manipulatorów kosmicznych. Teoria i obsługa aplikacji mathematica. Raport instytutowy W04/2017/S-026, Politechnika Wrocławska, 2017.
• [7] T. Rybus, K. Seweryn. Application of rapidly-exploring random trees (RRT) algorithm for trajectory planning of free-floating space manipulator. In: 2015 10th International Workshop on Robot Motion and Control (RoMoCo). Proceedings, Lipiec, 2015, s. 91-96.
• [8] E. D. Sontag. Mathematical Control Theory: Deterministic Finite Dimensional Systems (2Nd Ed.). New York, NY, USA, Springer-Verlag New York, Inc. 1998.
• [9] M. W. Spong. Partial feedback linearization of underactuated mechanical systems. In: Intelligent Robots and Systems '94. 'Advanced Robotic Systems and the Real World', IROS '94. Proceedings of the IEEE/RSJ/GI International Conference on. Proceedings, Wrzesień, 1994. wolumen 1, s. 314-321.
• [10] K. Tchoń. Continuation method in robotics. In: 7th Conference on Computer Methods and Systems. Proceedings, Kraków, Polska, 2007, s. 17-24.
• [11] K. Tchoń. Endogenous Configuration Space Approach: An Intersection of Robotics and Control Theory. Cham, Springer International Publishing 2017, s. 209-234.
• [12] K. Tchoń, J. Jakubiak. Endogenous configuration space approach to mobile manipulators: a derivation and performance assessment of jacobian inverse kinematics algorithms. International Journal of Control, Wrzesień, 2003, wolumen 76, numer 14, s. 1387-1419.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).