Resumen

La planificación de la trayectoria es un requisito previo para el control del seguimiento de un robot espacial que flota libremente. Suele haber múltiples objetivos de planificación, como la pose del efector final y la actitud de la base. En los esfuerzos por alcanzar estos objetivos, las variables conjuntas se toman a menudo como parámetros operables exclusivos, mientras que la posición de la base se descuida. Este trabajo proporciona una novedosa estrategia de planificación de trayectorias que tiene en cuenta la posición de atraque aplicando la teoría de los tornillos y un método de optimización. En primer lugar, se establecen ecuaciones cinemáticas a nivel de posición sobre la base del producto de la fórmula exponencial y la conservación del momento lineal del sistema. A continuación, se derivan por separado las matrices jacobianas generalizadas de la base y del efector final. De acuerdo con la relación diferencial, se establece una ecuación diferencial ordinaria para la actitud de la base, y se resuelve mediante el método de Euler modificado. Con estas condiciones previas suficientes y necesarias, se propone una estrategia de optimización paramétrica para dos casos de planificación de trayectorias: perturbación de actitud cero y ajuste de actitud de la base. En primer lugar, la posición de la base se transforma en la posición deseada del efector final, y se describen sus restricciones. Las variables conjuntas se parametrizan utilizando una función sinusoidal combinada con una función polinómica de cinco órdenes. A continuación, se construyen las funciones objetivo. Por último, se utiliza un algoritmo genético con un operador de mutación modificado para resolver este problema de optimización. La posición de atraque óptima y la trayectoria optimizada se obtienen de forma sincronizada. La simulación de un robot espacial planar de doble enlace demuestra que la estrategia propuesta es factible, concisa y eficiente.

• Materias:Aerodinámica Ingeniería aeroespacial Satélites Satélite artificial Meteorología
• Subjects:Aerodynamics Aerospace engineering Satellites Artificial satellites Meteorology
• Palabras claves:posición de atraque, variable conjunta, actitud base, efector, parámetros operables exclusivos, enlaces robot espacial, objetivos de planificación múltiples, estrategia de optimización paramétrica, caso de planificación de trayectoria, operador de mutación modificado
• Keywords:berth position, joint variable, base attitude, effector, exclusive operable parameters, links space robot, multiple planning objectives, parametric optimization strategy, trajectory planning case, modified mutation operator