一种基于使用可靠度的空间机械臂控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种基于使用可靠度的空间机械臂控制方法，包括：任务的第一控制周期结束后，获得空间机械臂末端的空间位置误差概率分布；依据所述空间位置误差概率分布，获得空间机械臂的使用可靠度；依据所述使用可靠度和预设的可靠度阈值，获得调整量；依据预设的第一目标空间位置信息和所述调整量，获得第二目标空间位置信息；所述第二目标空间位置信息为在第二控制周期结束后所述空间机械臂末端的空间位置信息；本发明实施例还提供一种基于使用可靠度的空间机械臂控制系统。根据本发明实施例提供的技术方案，可以实现提高空间机械臂的使用可靠性。
【专利说明】一种基于使用可靠度的空间机械臂控制方法及系统
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及自动化控制技术，尤其涉及一种基于使用可靠度的空间机械臂控制方法及系统。
【【背景技术】】
[0002]目前，空间站设备的组装、回收、维修及舱外活动都需要依赖空间机械臂来完成，由于空间机械臂处于微重力、高低温交变、高辐射等恶劣的太空环境中，维修和维护十分困难，因此空间机械臂的可靠性成为世界航天技术的主要难点。空间机械臂的可靠性包括固有可靠性和使用可靠性，其中，固有可靠性在空间机械臂的设计和生产过程中就已经确定，因此提高空间机械臂的使用可靠性是一个经济、有效地提高空间机械臂的任务完成质量的方法。
[0003]空间机械臂都是按照预先设置好的任务规划，执行任务，需要在预设的时间到达预设的空间位置，然而，由于空间机械臂关节上的齿轮间隙或者传感器噪声等原因，空间机械臂在执行任务后，实际到达的空间位置与预期的空间位置之间存在一定得误差，如果空间机械臂继续执行任务，任务的实际执行结果与预期的执行结果之间的误差将越来越大，将导致空间机械臂的使用可靠性较低。
【
【发明内容】
】
[0004]有鉴于 此，本发明实施例提供了一种基于使用可靠度的空间机械臂控制方法及系统，以实现提高空间机械臂的使用可靠性。
[0005]本发明实施例提供了一种基于使用可靠度的空间机械臂控制方法，包括:
[0006]任务的第一控制周期结束后，获得空间机械臂末端的空间位置误差概率分布；
[0007]依据所述空间位置误差概率分布，获得空间机械臂的使用可靠度；
[0008]依据所述使用可靠度和预设的可靠度阈值，获得调整量；
[0009]依据预设的第一目标空间位置信息和所述调整量，获得第二目标空间位置信息；所述第二目标空间位置信息为在第二控制周期结束后所述空间机械臂末端的目标空间位
置信息。
[0010]上述方法中，所述空间机械臂末端的空间位置误差概率分布为:
【权利要求】
1.一种基于使用可靠度的空间机械臂控制方法，其特征在于，所述方法包括: 任务的第一控制 周期结束后，获得空间机械臂末端的空间位置误差概率分布； 依据所述空间位置误差概率分布，获得空间机械臂的使用可靠度； 依据所述使用可靠度和预设的可靠度阈值，获得调整量； 依据预设的第一目标空间位置信息和所述调整量，获得第二目标空间位置信息；所述第二目标空间位置信息为在第二控制周期结束后所述空间机械臂末端的目标空间位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空间机械臂末端的空间位置误差概率分布为:
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于， 利用如下公式获得第i个控制周期结束后空间机械臂末端的空间位置误差概率分布的期望μ i:
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述空间位置误差概率分布，获得空间机械臂的使用可靠度，包括: 依据所述空间机械臂末端的空间位置误差概率分布，并利用如下公式，获得所述空间机械臂末端的空间位置误差概率密度函数:
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述依据所述使用可靠度和预设的可靠度阈值，获得调整量，包括: 比较所述使用可靠度与所述可靠度阈值的大小； 若所述使用可靠度小于所述可靠度阈值，依据所述空间机械臂末端的空间位置误差概率分布的期望，获得所述空间机械臂末端的调整量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述依据所述空间机械臂的空间位置误差概率分布的期望，获得所述空间机械臂末端的调整量，包括: 依据所述空间机械臂的空间位置误差概率分布的期望，并利用如下公式，获得所述空间机械臂末端的调整量:
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，获得所述调整量边界值的方法包括: 依据满足Li (μ i) = C+L, (O)的I I μ i I I，获得所述调整量边界值μ/ ; 其中，LJy i)为第i个控制周期结束后空间机械臂末端的空间位置的误差的估计值为μ i时，不进行空间机械臂末端的目标空间位置信息进行调整的情况下，从第i+l个控制周期至最后一个控制周期结束的最小期望损失；C为归一化的调整成本；I I μ i I I为第i个控制周期结束后空间机械臂末端的空间位置误差概率分布的期望μ i的模；Li(o)为关于变量Ui的函数Li(Ui)在变量Ui等于O时的数值； 其中，
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述第一目标空间位置信息包括以下信息中至少一个:空间机械臂末端在空间坐标系的坐标值、所述空间机械臂末端与空间坐标系中坐标轴的夹角； 所述依据预设的第一目标空间位置信息和所述调整量，获得第二目标空间位值信息，包括:依据所述第一目标空间位置信息与所述调整量的和值，获得所述第二目标空间位置信肩、O
9.一种基于使用可靠度的空间机械臂控制系统，其特征在于，所述系统包括: 处理单元，用于在任务的第一控制周期结束后，获得空间机械臂末端的空间位置误差概率分布； 评估单元，用于依据所述空间位置误差概率分布，获得空间机械臂的使用可靠度； 生成单元，用于依据所述使用可靠度和预设的可靠度阈值，获得调整量； 控制单元，用于依据预设的第一目标空间位置信息和所述调整量，获得第二目标空间位置信息；所述第二目标空间位置信息为在第二控制周期结束后所述空间机械臂末端的目标空间位置信息。
【文档编号】B25J13/08GK103895017SQ201410095116
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】高欣, 王一帆, 孙汉旭, 贾庆轩, 赵文灿, 陈钢 申请人:北京邮电大学