南京航空航天大学学报

北大核心,CA,INSPEC,JST,Pж(AJ)

国内刊号:32-1429/V

国际刊号:1005-2615

南京航空航天大学学报杂志2025年第3期:基于强化学习的双臂空间机器人应急姿态控制

发布日期:

作者:黎丰,李宁,邹怀武,靳永强,张崇峰

单位:宇航空间机构全国重点实验室,上海 201108;上海宇航系统工程研究所,上海 201108;,宇航空间机构全国重点实验室,上海 201108;上海宇航系统工程研究所,上海 201108;,宇航空间机构全国重点实验室,上海 201108;上海宇航系统工程研究所,上海 201108;,宇航空间机构全国重点实验室,上海 201108;上海宇航系统工程研究所,上海 201108;,宇航空间机构全国重点实验室,上海 201108;上海宇航系统工程研究所,上海 201108;

关键词:机器人;强化学习;双臂协同;姿态控制

基金:国家自然科学基金委与中国航天科技集团公司联合基金(U21B6002)。

针对双臂空间在轨服务机器人在遭遇极端异常情况下飞轮、发动机故障等传统姿态控制失效问题,提出了一种基于强化学习的双臂空间机器人应急姿态控制算法。与传统姿态控制算法相比,本文仅通过飞行器所配置的两条机械臂进行有限的飞行器姿态恢复。通过搭建算法训练的物理环境,应用无模型的近端策略优化(Proximal policy optimization,PPO)算法进行姿态控制,结合在轨操作中机械臂运动学约束,设计奖励函数优化飞行器姿态控制精度。为验证上述策略有效性,在MuJoCo仿真环境中进行星体姿态恢复数值仿真,并针对不同星体质量、不同末端负载质量等工况进行算法适应性评估,结果表明该强化学习方法能满足飞行器进行有限姿态控制的需求,无需参数调节且具有一定鲁棒性。

来源:2025年第3期

《南京航空航天大学学报》期刊编辑部

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