一种空间机械臂全状态动力学半物理仿真系统

摘要

一种空间机械臂全状态动力学半物理仿真系统，涉及一种动力学物理仿真领域，包括空间机械臂控制器模块、总线数据转换模块、空间机械臂联合解算模块和解算结果显示及后处理模块；采用ADAMS软件建立的空间机械臂动力学模型，由空间机械臂动力学模型输出空间机械臂速度参数至MATLAB/SIMULINK解算软件解算，并由解算结果显示及后处理模块生成解算结果图，提供了一种空间机械臂全状态动力学半物理仿真系统，为实际空间机械臂机械结构强度设计、空间机械臂传动系统选型设计提供了依据，并对轨迹规划算法进行仿真验证，辅助基于空间机械臂能量优化的运动规划。

主权项

一种空间机械臂全状态动力学半物理仿真系统，其特征在于：包括空间机械臂控制器模块、总线数据转换模块、空间机械臂联合解算模块和解算结果显示及后处理模块；空间机械臂控制器模块：接收外部智能识别系统传来的控制信号，对控制信号进行滤波，并将滤波后的控制信号进行空间机械臂末端运动轨迹计算，生成轨迹控制指令，将轨迹控制指令作为控制参数总线信号，输出至总线数据转换模块；并将接收到的外部智能识别系统传来的控制信号传输至解算结果显示及后处理模块；总线数据转换模块：接收从空间机械臂控制器模块传来的控制参数总线信号，并将控制参数总线信号转换为计算机可识别的控制信号，将控制信号传输出至空间机械臂联合解算模块；空间机械臂联合解算模块：采用MATLAB/SIMULINK解算软件建立电机模型，MATLAB/SIMULINK解算软件接收总线数据转换模块传来的控制信号，并将控制信号进行闭环差分运算，将闭环差分运算得结果放大后生成电压控制信号，将电压控制信号输入电机模型，由电机模型将控制信号转换成力矩信号；采用ADAMS软件建立空间机械臂动力学模型；将力矩信号输出至ADAMS软件建立的空间机械臂动力学模型，由空间机械臂动力学模型输出空间机械臂角速度和速度参数至MATLAB/SIMULINK解算软件，MATLAB/SIMULINK解算软件通过对空间机械臂角速度和速度参数进行闭环反馈控制解算，解算出空间机械臂角位移和位移的解算数据，并将解算数据输出至解算结果显示及后处理模块；解算结果显示及后处理模块：接收空间机械臂联合解算模块空间机械臂角位移和位移的解算数据，将解算数据生成解算结果图。