Control Cartesiano de robots manipuladores en tareas de servicio en órbita
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Resumen
En este artículo se presenta un estudio de distintas aproximaciones para el control Cartesiano de manipuladores robóticos en órbita. Estas aproximaciones se definen para el seguimiento de trayectorias generadas a partir de la planificación obtenida de un optimizador de trayectorias. Este optimizador plantea un problema de control óptimo en el que se establecen las restricciones necesarias para este tipo de manipuladores en órbita. Sin embargo, la planificación de movimientos obtenida a partir del problema de optimización no puede ejecutarse en el robot en bucle abierto. En este artículo se propone control basado en velocidad, aceleración y fuerza para el seguimiento de las trayectorias obtenidas del problema de optimización. Estos controladores tienen en cuenta tanto la dinámica específica de los manipuladores en órbita como las perturbaciones correspondientes. Tras la definición de los controladores, en el apartado de resultados se evalúan las distintas aproximaciones propuestas concluyendo las principales características de implementación y precisión de cada una de ellas.
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Aceituno-Cabezas, B. et al., 2017, Simultaneous contact, gait, and motion planning for robust multilegged locomotion via mixed-integer convex optimization. IEEE Robotics and Automation Letters 3, 2531–2538. DOI: https://doi.org/10.1109/LRA.2017.2779821
Basmadji, F. L., Seweryn, K. & Sasiadek, J. Z., 2020, Space robot motion planning in the presence of nonconserved linear and angular momenta. Multibody System Dynamics 50, 71–96. DOI: https://doi.org/10.1007/s11044-020-09753-x
Haws, T. D., Zimmerman, J. S. Fuller, M. E., 2019, SLS, the Gateway, and a Lunar Outpost in the Early 2030s, 2019 IEEE Aerospace Conference, 2019, 1-15. DOI: https://doi.org/10.1109/AERO.2019.8741598
Khatib, O. 1987. A unified approach for motion and force control of robot manipulators: The operational space formulation, IEEE Journal of Robotics and Automation. 3, 43–53. DOI: https://doi.org/10.1109/JRA.1987.1087068
Nanos, K., Papadopoulos, E. 2017. On the Dynamics and Control of Free-floating Space Manipulator Systems in the Presence of Angular Momentum. Frontiers Robotics AI, 4, 26. DOI: https://doi.org/10.3389/frobt.2017.00026
Papadopoulos, E., Aghili, F., Ma, O., Lampariello, R. 2021, Robotic Manipulation and Capture in Space: A Survey. Frontiers in Robotics and AI, 8. DOI: https://doi.org/10.3389/frobt.2021.686723
Pomares, J., Ramon, J. L., Felicetti, L., Olivares-Mendez, M. A. 2023. Trajectory optimization and control of multipod robots in on-orbit servicing operations, in Proceedings 17th Symposium on Advanced Space Technologies in Robotics and Automation (European Space Agency (ESA)).
Ramón, J. L., Calvo, R., Trujillo, A., Pomares, J., Felicetti, L., 2022, Trajectory optimization and control of a free-floating two-arm humanoid robot. Journal of Guidance, Control, and Dynamics 45, 1661–1675. DOI: https://doi.org/10.2514/1.G006828
Ramon, J.L., Pomares, J., Felicetti, L. 2024. OnOrbitROS Github, https://github.com/OnOrbitROS/, (accessed 29.05.24).
Richey, D., Cichan, T., Sabolish, D., 2018, Gateway Mission Operations and Crew Activities, 2018 AIAA SPACE and Astronautics Forum and Exposition. AIAA 2018-5246. DOI: https://doi.org/10.2514/6.2018-5246
Stuttard, M., Amos, S., Aspden, P., Bowyer, M., Bridges, C., McLaren, S., 2018, Vast Satcom Antennas (VASANTs) as an enabling technology for commercial satellite communications. Proceedings of the 16th Reinventing Space Conference (RISpace 2018), 1-3.
Zhou, S. et al., 2023, Cascade Trajectory Optimization with Phase Duration Adaption and Control for Wheel-Legged Robots Overcoming High Obstacles in 2023 International Conference on Advanced Robotics and Mechatronics (ICARM), 832–839. DOI: https://doi.org/10.1109/ICARM58088.2023.10218916