Control of a Free-Flying Space Manipulation Robot with a Payload

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The control modes of a free-flying space manipulation robot during the transportation and installation of a building element on a large space structure are considered. It is proposed to save the working fluid of the gas-jet engines of the robot body when moving along the trajectory by using the mobility of a manipulator with electromechanical drives for the angular stabilization of the mechanical “robot-transported element” system. Conditions ensuring the stable motion of the manipulator in the working area when installing the element on the assembled structure are obtained. A stability domain is determined to select the initial configuration of the manipulator before installing the element and its admissible change during installation. The control algorithms are designed based on the principle of dynamic feedback systems.

About the authors

V. Yu. Rutkovskiy

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: vglum@ipu.ru
Moscow, Russia

V. M. Glumov

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: vglum@ipu.ru
Moscow, Russia

References

  1. Papadopoulos E., Aghili F., Ma O., Lampariello R. Manipulation and capture in space: A survey // Front. Robot. AI. 2021. No. 8. P. 1-36.
  2. Hung J., Irwin J., Moore F. Free-flying teleoperator for space missions // Pros. of 6th IFAC Symposium on Control in Space. 1976. V. 2. Moscow. Nauka. P. 173-180.
  3. Яскевич А.В. Математическая модель космического манипулятора для полунатурной отработки операций причаливания полезного груза // Изв. РАН. ТиСУ. 2004. № 4. С. 157-176.
  4. Dubowsky S., Papadopoulos E. The Kinematics, Dynamics and Control of Free- Flying and Free-floating Space Robotic Systems // IEEE Transact. Robot. Automat. 1993. V. 9. No. 5. P. 531-543.
  5. Moosavian S., Ali A., Papadopoulos E. Free-flying robots in space: an overview of dynamics modeling, planning and control // Robotica. 2007. V. 25. No. 5. P. 537-547.
  6. Popov T.P., Medvedev V.S., Yuschenko A.S. Free-flying manipulation robot computer control // Pros. of the 8-th IFAC Symposium on automatic control in space. 1979. Oxford. UK. Preprints. Pergamon Press. P. 295-301.
  7. Богомолов В.П., Рутковский В.Ю., Суханов В.М. Проектирование оптимальной механической структуры свободнолетающего космического робототехнического модуля как объекта управления. Ч. I // АиТ. 1998. № 5. С. 27-40.
  8. Суханов В.М., Рутковский В.Ю., Глумов В.М. Определение рабочей зоны и требуемого начального положения свободнолетающего космического робота при захвате цели // АиТ. 2014. № 11. С. 150-159.
  9. Vafa Z., Dubowsky S. On the Dynamics of Manipulators in Space Using the Virtual Manipulator Approach // Proc. IEEE Int. Conf. Robot. Automat. 1985. P. 579-585.
  10. Yoshida K., Umetani Y. Control of Space Free-Flying Robot // Proc. 29 IEEE Conf. Decision Control. 1990. P. 97-102.
  11. Papadopoulos E., Dubowsky S. Dynamic Singularities in the Control of Free-floating Space Manipulators // ASME J. Dyn, Syst. Meas., Contr. 1993. V. 115. No. 1. P. 44-52.
  12. Rubus T., Seweryn K., Sasiadek J.Z. Control system for free-floating space manipulator on nonlinear model predictive control (MMPC) // Intell Robot. Syst. 2017. No. 85. P. 491-509.
  13. Somov Y., Butyrin S., Somova T., Somov S. Control of a free-flying robot at preparation for capturing a passive space vehicle // IFAC-PapersOnLine. 2018. V. 51. No. 30. P. 72-76.
  14. Рутковский В.Ю., Суханов В.М., Глумов В.М. Некоторые вопросы управления свободнолетающим космическим манипуляционным роботом // АиТ. 2013. № 11. С. 62-83.
  15. Суханов В.М., Силаев А.В., Глумов В.М. Уравнения динамики свободнолетающего космического робота для задач управления на основе обратных связей // АиТ. 2015. № 8. С. 153-164.
  16. Рутковский В.Ю., Суханов В.М., Глумов В.М. Уравнения движения и управление свободнолетающим космическим манипуляционным роботом в режиме реконфигурации // АиТ. 2010. № 1. С. 80-98.
  17. Крутько П.Д. Управление исполнительными системами роботов. М.: Наука. 1991.
  18. Глумов В.М., Земляков С.Д., Рутковский В.Ю., Суханов В.М. Техническая управляемость автоматизированного космического модуля // АиТ. 2001. № 3. С. 31-44.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 The Russian Academy of Sciences