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《西北工业大学》 2004年
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空间机器人故障检测、诊断与系统重构

焦建民  
【摘要】:随着航天系统复杂性不断增加,投资越来越大,寿命和可靠性要求不断提高,要求航天系统具有故障容错能力,检测、诊断故障的位置,进行有效的系统重构。空间机器人是空间实验室平台和航天飞机等大型航天器的重要组成部分,它可以释放、捕获有效载荷,在航天器的对接等方面发挥重要作用。空间机器人作为一种长寿命的大型空间部件,高可靠、多自由度协同工作是其重要的要求和特点,准确的发现故障、有效的系统重构,已成为空间机器人所必须具备的功能和条件。 论文对空间机器人故障检测与系统重构的几个方面进行了系统地研究,包括总体设计、故障检测、故障容错设计、逆运动学轨迹控制等,内容如下: 1.提出了空间机械臂简要的、基本的总体结构设计原则,为后续问题的讨论奠定了前提基础。 2.介绍了关于空间机械臂的模拟电路、数字电路、控制系统的故障诊断状况。重点介绍了潜通路分析技术,提出了两种新的潜通路分析方法,即基于关键节点的潜通路分析技术、基于定性推理的潜通路分析技术,这两种分析方法可以缩短分析时间、提高分析效率、降低分析成本。 3.论证了运动学通用故障容错机械臂、特定任务对象故障容错机械臂设计的理论依据,研究得到了故障容错机械臂的优化设计方法,设计出了最小自由度数特定任务故障容错机械臂。 4.分析总结了各种冗余机械臂逆运动学关节空间轨迹规划控制算法,提出了基于零空间优化法多约束条件下冗余机械臂逆运动学解,提出了用通用向量形式表示约束条件、按主要任务与次要任务优先次序分配各个任务轻重程度、具有运动学奇异点鲁棒性、具有算术奇异点鲁棒性、基于模糊原理协调多任务的冗余机械臂逆运动学关节角速度向量解法。同时也验证了机械臂系统故障后重构方法的可行性,这些问题的解决为太空机械臂的运动学控制提供了充分条件。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:V446

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【引证文献】
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1 叶沙琳;张铁;谢存禧;邹焱飚;;机器人的控制系统故障诊断(检测)程序开发研究[A];第十届粤港机电工程技术与应用研讨会暨梁天培教授纪念会文集[C];2008年
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1 林吉良;移动机器人故障诊断与容错控制的研究[D];浙江大学;2009年
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1 张呈昆;空间6R机器人系统容错规划与实验研究[D];北京邮电大学;2008年
【参考文献】
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1 沈承钰;潜藏电路分析与故障模式影响分析相结合[J];北京航空航天大学学报;1995年04期
2 杨国胜,谢东亮,侯朝桢;基于神经网络的传感器冗余方法研究[J];传感技术学报;2001年01期
3 严殿启;潜通路分析技术[J];导弹与航天运载技术;2000年01期
4 王德合,尹光;数字电路板故障诊断探讨[J];电子工程师;2001年01期
5 刘正高;软件可靠性工程述评[J];电子产品可靠性与环境试验;1999年01期
6 林溪波;机器人在航天领域的应用[J];飞航导弹;1998年03期
7 陶俊勇,陶利民,杨定新;组合导航系统故障检测技术研究[J];国防科技大学学报;2001年01期
8 蔡自兴;机器人学的发展趋势和发展战略[J];高技术通讯;2001年06期
9 柳长安,洪炳熔,王鸿鹏;自由飞行空间机器人地面实验平台硬件系统[J];高技术通讯;2001年11期
10 李茜,刘仲彬,王孟效;机器人及其传感器[J];工业仪表与自动化装置;1996年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓勤;若干个不同部件并联可修系统可用度的研究[J];阿坝师范高等专科学校学报;2005年03期
2 金旭星;;防盗逃生两用窗的创新设计[J];安防科技;2011年07期
3 余丙荣;周明龙;李玲纯;;基于遗传算法的WANN的汽车发动机故障诊断分析[J];安徽工程大学学报;2011年01期
4 李国华,胡昌华,叶雪梅,张伟,刘涛;潜在通路分析技术的发展[J];安全与环境学报;2004年01期
5 苏岩;;ParetoⅡ型分布的尾部特征及其参数估计[J];保定学院学报;2009年04期
6 苏鹏;何广平;;单腿跳跃机器人动力学建模与仿真验证[J];北方工业大学学报;2011年03期
7 胡九川,刘鸿飞,张宏科,张思东;基于服务资源供需平衡的质量路由算法[J];北方交通大学学报;2004年05期
8 肖燕彩;陈秀海;朱衡君;;改进的离散灰色模型及其应用[J];北京交通大学学报;2008年01期
9 张玉庆,邓克文,蒋家勇;由零件外观预测使用寿命的模糊集方法[J];兵工自动化;2003年02期
10 安振宙;鲁小强;岳润峰;;基于模糊评判模型的射击成绩评价方法[J];兵工自动化;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谭天晓;李红霞;;液体推进剂贮运可靠性评估及预测的模糊故障树方法研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
2 孙立宁;刘彦武;曲东升;李长峰;;靶定位并联机器人控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 张端金;张爱玲;;基于观测器的Delta算子系统故障检测[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 刘士荣;何文波;;基于强跟踪粒子滤波器的非线性系统故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 胡文金;周东华;;基于输入等价干扰的DC-DC变换器自适应控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 谭琳;文成林;;一种基于多模式的故障检测方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 徐梁;胡庆雷;程怡明;;基于无源性自由漂浮空间机器人镇定控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
8 韩统;董彦非;魏贤智;;多目标攻击中目标威胁评估的模糊综合评判[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
9 吴小燕;杨运强;吴嘉宁;阎绍泽;;带有故障的太阳电池阵动力学模拟及性能评价[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
10 房灵申;赵明扬;徐志刚;;激光拼焊生产线规划设计及应用[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
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1 夏全喜;车载组合导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李高云;大型船舶航向/航迹智能容错控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张本宏;控制系统中多模冗余与网络可靠性研究[D];合肥工业大学;2010年
5 杨云;林权抵押贷款运行机制及其绩效评价研究[D];福建农林大学;2010年
6 郭丽娜;修理工可休假的可修复系统的可靠性研究[D];北京信息控制研究所;2010年
7 吕宁;基于数据驱动的故障诊断模型及算法研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
8 周子冠;电网多数据源在线诊断方法研究[D];中国电力科学研究院;2010年
9 宋晓梅;常规公交网络运行可靠性多层次评价模型与算法[D];北京交通大学;2010年
10 张克涛;变胞并联机构的结构设计方法与运动特性研究[D];北京交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 户燕会;工业机器人的工作空间和误差补偿的分析与仿真[D];河南理工大学;2010年
2 蒲锰;非侵入式矿井提升机PLC电控系统实时故障诊断方法的研究[D];山东科技大学;2010年
3 雷云云;基于被动式四足机器人的运动学及动力学分析[D];山东科技大学;2010年
4 周谦;工业机器人离线编程及其在光纤激光加工平台中的应用[D];山东科技大学;2010年
5 梁春辉;拟人灵巧手的设计及其工作空间研究[D];浙江理工大学;2010年
6 张祖华;2-PPa移动并联机构运动学设计[D];浙江理工大学;2010年
7 刘爽;气动肌肉机械手臂机构设计与控制方法实现[D];浙江理工大学;2010年
8 王立;面向非结构化地形的六足步行机器人运动规划研究[D];浙江理工大学;2010年
9 宋清华;Delta算子描述的不确定时滞系统鲁棒容错控制[D];郑州大学;2010年
10 赵培君;奇异系统的故障诊断和最优容错控制[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋瑜,陈循,杨雪;智能故障诊断研究与发展[J];兵工自动化;2002年02期
2 柳玉甜;蒋静坪;;基于多模型和小脑模型关节控制器神经网络的移动机器人故障诊断[J];电工技术学报;2007年03期
3 林吉良;蒋静坪;;基于支持向量机的移动机器人故障诊断[J];电工技术学报;2008年11期
4 孙可,韩祯祥,曹一家;复杂电网连锁故障模型评述[J];电网技术;2005年13期
5 许丹,李翔,汪小帆;复杂网络理论在互联网病毒传播研究中的应用[J];复杂系统与复杂性科学;2004年03期
6 何敏;张志利;刘辉;赵锴;张永鑫;;故障诊断技术方法综述[J];国外电子测量技术;2006年05期
7 李金华;孙东川;;复杂网络上的知识传播模型[J];华南理工大学学报(自然科学版);2006年06期
8 谭晓军,沈伟,郭志豪;机器人立体视觉模块的故障诊断[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年06期
9 陆雪梅;尚群立;;动态控制系统的故障诊断方法综述[J];机电工程;2008年06期
10 李华忠,洪炳熔;基于VR的自由飞行空间机器人自主运动规划仿真系统[J];计算机工程与应用;1999年05期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 马笑潇;智能故障诊断中的机器学习新理论及其应用研究[D];重庆大学;2002年
2 张道强;基于核的联想记忆及聚类算法的研究与应用[D];南京航空航天大学;2005年
3 程磊;多移动机器人协调控制系统的研究与实现[D];华中科技大学;2005年
4 毛勇;基于支持向量机的特征选择方法的研究与应用[D];浙江大学;2006年
5 汪辉;增量型支持向量机回归训练算法及在控制中的应用[D];浙江大学;2006年
6 王玉甲;水下机器人智能状态监测系统研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 段琢华;基于自适应粒子滤波器的移动机器人故障诊断理论与方法研究[D];中南大学;2007年
8 柳玉甜;未知环境中移动机器人故障诊断技术的研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈励华;智能故障诊断技术的应用与研究[D];西北工业大学;2005年
2 李小唐;六自由度串联机械手位置逆解若干问题的研究[D];北京邮电大学;2006年
3 郭睿;多移动机器人系统地图创建技术研究[D];山东大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 陈月营;多机器人系统的全局协调故障诊断与容错控制[D];郑州大学;2011年
2 杨智鑫;移动机器人语音识别系统的研究与实现[D];北京化工大学;2011年
3 张瑞东;轮式移动机器人控制系统研究与实现[D];河北工程大学;2012年
4 王梦春;轻型线控制动汽车执行系统传感器故障诊断与整车稳定性协调控制[D];吉林大学;2013年
5 马海峰;基于远程虚拟监控的数控起重机控制系统开发[D];西南交通大学;2013年
6 程嘉煜;基于机器视觉的农业机器人运动障碍检测及避障策略研究[D];南京农业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘勇,沈毅,胡恒章;传感器故障检测、分离与恢复的神经网络方法[J];传感技术学报;1999年04期
2 李于凡;模拟电路单一差错与多重差错的双线性求值判断法[J];电子学报;1985年01期
3 陈哲,冯天瑾;小波分析与神经网络结合的研究进展[J];电子科学学刊;2000年03期
4 洪炳,朱铁一,吴为民,刘宏,吴威;机器人卫星自主控制系统的研究[J];高技术通讯;1995年10期
5 李学锋,严殿启,邹蓉;潜在电路计算机辅助拓扑识别系统应用研究[J];航天控制;1999年01期
6 陆际联;;实现新作业的新型机器人[J];机器人情报;1994年01期
7 李体然;张延泉;;智能机器与机器人[J];机器人情报;1994年01期
8 卢桂章;“863”计划 智能机器人研究进展[J];机器人技术与应用;1995年01期
9 恽为民;中国机器人发展之我见[J];机器人技术与应用;1995年01期
10 ;“机器人之父”致中国读者的信[J];机器人技术与应用;1996年01期
【相似文献】
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1 曙光,洪炳熔;基于颜色识别的自由飞行空间机器人姿态实时跟踪方法[J];宇航学报;2001年05期
2 金飞虎,洪炳熔,柳长安;双臂自由飞行空间机器人捕捉目标实验研究[J];宇航学报;2002年01期
3 柳长安,李国栋,吴克河,洪炳熔;自由飞行空间机器人研究综述[J];机器人;2002年04期
4 吴国庆;孙汉旭;贾庆轩;;基于气浮方式的空间机器人地面试验平台的设计与实现[J];现代机械;2007年03期
5 ;国际著名空间机器人专家阿尔伯特·罗威塔教授受聘为北航客座教授[J];北京航空航天大学学报;2007年07期
6 洪在地;贠超;陈力;;漂浮基空间机器人及其柔性影响下逆模神经网络控制[J];宇航学报;2007年06期
7 徐文福;梁斌;李成;刘宇;强文义;;空间机器人微重力模拟实验系统研究综述[J];机器人;2009年01期
8 徐文福;梁斌;李成;刘宇;;空间机器人捕获非合作目标的测量与规划方法[J];机器人;2010年01期
9 田富洋;吴洪涛;赵大旭;邵兵;王超群;;一类柔性宏刚性微空间机器人广义动力学高效率建模研究[J];宇航学报;2010年03期
10 高胜;李亮;李振海;;双自由飞行空间机器人协调操作动力学分析[J];科学技术与工程;2010年13期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贾英宏;;多臂空间机器人的动力学与控制问题研究[A];第三届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2009年
2 贾东永;侯向阳;黄强;;空间机器人结构轻量化设计[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
3 陈志煌;陈力;;漂浮基双臂空间机器人闭环运动的建模及控制[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年
4 霍伟;马保离;;带反作用轮空间机器人的变结构控制算法[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
5 马保离;霍伟;高为炳;;双臂空间机器人抓物系统的动力学与控制[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
6 吴立成;孙富春;孙增圻;;空间机器人建模、规划与控制研究现状分析[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
7 陈力;郭益深;;双臂空间机器人障碍规避的分级非完整运动规划[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
8 贾英宏;;无反作用力矩空间机器人概念及动力学与控制相关问题[A];第六届全国动力学与控制青年学者学术研讨会论文摘要集[C];2012年
9 刘晓峰;蔡国平;王熙;;空间机器人抓取碰撞问题分析[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
10 董楸煌;陈力;;漂浮基空间机器人捕获卫星过程的碰撞动力学分析及鲁棒自适应镇定控制[A];第三届海峡两岸动力学、振动与控制学术会议论文摘要集[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 苏雷记者 郑野军;513所参与空间机器人研制[N];烟台日报;2008年
2 本报记者 刘思燕;中国空间机器人梦在天上[N];中国航天报;2002年
3 王广飞吉星 记者 初霞;中德空间机器人实验室落户哈工大[N];哈尔滨日报;2008年
4 鲁光;明天到月球开房间[N];大众科技报;2002年
5 ;荷兰的航天技术[N];中华工商时报;2000年
6 刘培香 记者  高天赋;危险作业有了新帮“手”[N];黑龙江日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 颜世佐;空间机器人协调控制与地面实验研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
2 高星;空间机器人软件错误检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 史也;空间机器人自主捕获目标的轨迹规划与控制研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
4 谢箭;不确定性空间机器人轨迹规划及智能控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 张文辉;空间机器人神经网络轨迹跟踪控制及微重力模拟方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 徐文福;空间机器人目标捕获的路径规划与实验研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 田富洋;在轨服务空间机器人机械多体系统动力学高效率建模研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 查世红;空间机器人六自由度浮游目标捕获功能地面验证系统研究[D];中国科学技术大学;2008年
9 税海涛;空间机器人目标捕获的运动规划研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 袁景阳;多臂自由飞行空间机器人协调操作研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
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1 杨永林;空间机器人软件容错技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 黄涣;空间机器人功能行为建模与飞行任务仿真[D];国防科学技术大学;2009年
3 李永明;面向目标获取的空间机器人模糊控制的研究及实现[D];太原理工大学;2011年
4 孙克新;空间机器人动力学分析与控制仿真[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 谢国伟;空间机器人的运动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 朱奎;空间机器人目标捕获的轨迹优化及实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 王洪柳;空间机器人抓取过程中的目标参数辨识[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 刘奇坤;空间机器人末端工具更换装置的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 李亮;双自由飞行空间机器人协调操作动力学研究[D];大庆石油学院;2010年
10 李保丰;六自由度空间机器人的工作空间分析与参数辨识[D];北京邮电大学;2011年
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