由于存在碰撞风险和人造物体的堆积,尤其是在低地球轨道 (LEO) 中,围绕地球运行的空间垃圾的增多已成为现役航天器和未来任务面临的重大问题。为了缓解这一问题,人们提出了新的解决方案。空间机器人已被纳入在轨服务,以帮助人类在太空环境中开展活动,特别是机器人操纵器可以在主动清除碎片方面发挥关键作用。本论文的目的是开发一个灵活的航天器动力学和控制模型,包括空间操纵器。采用混合方法实现主体和操纵器动力学。具体而言,操纵器运动方程是从拉格朗日公式中获得的,而主体动力学则用刚体的欧拉方程表示。机械臂是一个带有两个连杆的两自由度 (DOF) 平面操纵器。主要结构特性是在与文献中的空间机械臂进行比较后选择的。另一方面,JAXA 微型卫星 PROCYON 被用作航天器的主体。与 PROCYON 航天器一样,也考虑了金字塔形配置的四个反作用轮系统。所有建模和仿真阶段均在 MATLAB/SIMULINK 环境中进行。这项工作的另一个重要方面是卫星的柔性部分,由 PROCYON 航天器的四个太阳能电池板表示。使用 PATRAN/NASTRAN 进行有限元法 (FEM) 分析,以获得模型所需的自然模式和频率,并评估刚性和柔性部分之间的耦合矩阵。论文的第二部分是关于控制策略。两种不同的控制器用于机械手的运动和主体姿态控制。机械臂采用简单的比例-积分-微分 (PID) 控制器,目的是实现所需的关节角度位置,以便捕获碎片/目标。对于姿态控制,采用具有线性二次调节器 (LQR) 的主动抗扰控制 (ADRC) 作为控制律,以便获得快速稳定的响应,并消除作用于系统的所有内部和外部扰动。仿真环境中的令人满意的结果证明了 ADRC 执行姿态控制的能力,
产品名称 产品编号 发布流 Conformal® GXL CFM300 COMFRML202 Conformal® 约束设计 L CFM401 COMFRML202 Conformal® 约束设计 XL CFM421 COMFRML202 CCD 多约束检查选项 CFM422 COMFRML202 Conformal® 低功耗 CFM500 COMFRML202 Conformal® 低功耗 GXL CFM550 COMFRML202 Conformal® ECO Designer GXL CFM650 COMFRML202 多物理通用 HPC 令牌 SYS316 EMX/INTEGRAND60 EMX® IC 求解器 SYS500 EMX/INTEGRAND60 Genus™ 低功耗选项 GEN30 GENUS201 Genus™ 物理选项 GEN40 GENUS201 Genus™ CPU 加速器选项 GEN80 GENUS201 Genus™ 合成解决方案 GEN100 GENUS191 Cadence® 框架集成运行时选项 117 IC618 Virtuoso® 仿真环境 206 IC618 Virtuoso® 原理图编辑器 HSPICE 接口 276 IC618 Dracula® 图形用户界面 365 IC618 Cadence® SKILL 开发环境 900 IC618 Virtuoso® EDIF 200 读取器 940 IC618 Virtuoso® EDIF 200 写入器 945 IC618 Cadence® 设计框架集成商工具包 12141 IC618 Virtuoso® 原理图 VHDL 接口 21060 IC618 Virtuoso® 原理图编辑器 Verilog 接口 21400 IC618 Virtuoso® 模拟绿洲运行时选项 32100 IC618 Cadence® OASIS for RFDE 32101 IC618 Virtuoso® 模拟 HSPICE 接口选项 32760 IC618 Virtuoso® AMS 设计环境 70000 IC618 Dracula® 物理验证和提取器套件 70520 IC618 Diva® 物理验证和提取器套件 71520 IC618 Virtuoso® 原理图编辑器 XL 95115 IC618 Virtuoso® ADE Explorer 95250 IC618 Virtuoso® 可视化和分析 XL 95255 IC618 Virtuoso® ADE 汇编器 95260 IC618 Virtuoso® 变体选项 95265 IC618 Virtuoso® ADE 验证器 95270 IC618 Virtuoso® DFM 选项 95311 IC618 Virtuoso® 布局套件 GXL 95323 IC618 Virtuoso® 实现感知设计选项 95510 IC618 Virtuoso® 系统设计平台 95541 IC618 Virtuoso® 布局套件 EAD 95600 IC618 Voltus™-Fi 定制电源完整性解决方案 XL VTS500 IC618 Voltus™-Fi 定制电源完整性解决方案 - AA 高级分析 VTS501 IC618
要继续遵循可持续和灵活的道路,NASA需要应对在目的地收集和移动大量岩石的挑战。NASA的Regolith Advanced Surface Systems操作机器人(Rassor)[1]主要旨在挖掘和运送Regolith,以用于现场资源利用率(ISRU)处理。Rassor的设计使其能够有效地收集和存入Regolith,返回收集的处理材料以及无数相关的ISRU活动。要可靠地在月球表面执行这些操作,Rassor软件和感觉系统需要稳健,并最大化从减少的传感器有效载荷中提取的信息。在此,我们介绍了智能可增强的Rassor项目的初步发现[2]。我们创建了减少阶的仿真环境,以通过增强学习和原型状态估计架构来开发自主沟通控制器。强化学习的目的是让代理通过与环境的互动来学习政策(任务策略)。当代理执行诉讼时,会在环境状态下发生更改,并收到数值奖励,该奖励告知代理商是否良好。由于增强学习算法通过反复试验学习,因此模拟是开发和学习的最佳环境。我们开发了两个模拟,第一个是为促进参数选择而开发的2D挖掘模拟,并使用游戏物理发动机开发了3D模拟,以模拟简化的土壤相互作用并增加机器人代理动力学模型的实现。这种3D仿真的开发使得在粒状力学和操作水平上都可以培训其他感应能力和研究。我们探索了各种虚拟传感器有效载荷,以识别启用了有效发掘操作和学习的组合。我们的奖励功能是基于每个步骤授予多少材料。离开挖掘地点并平滑鼓臂的加速度也受到了罚款。我们实施了伪随机传感器,以报告从每个鼓到地面的距离和地面上方的高度,这比现有解决方案更加有效。我们的发现表明,自主行动的强化学习在我们简化的2D环境中学习了3000个培训事件中的可行沟渠策略,并有助于确定所需的感应能力,安排和考虑因素,例如交流时间传感器的位置。未来的工作包括将我们的模拟扩展到更复杂的环境和场景,以及将学习从模拟转移到Rassor 2.0硬件,以在NASA的肯尼迪航天中心的Regolith Test bin中进行部署。
主要活动和职责 以下学科的研讨会和实验室教学活动:电子器件、基础电子电路、微电子软件工具、计算机辅助设计技术 集成电路领域的研究活动: 1. I. Cimpian、OG Profirescu、A. Ungureanu、F. Babarada、E. Lakatos、C. Amza、MOSFET 模拟-TCAD 工具/包、CAS 2003 国际半导体会议论文集、Vol. 2,页235-238,10月2003; 2. F. Babarada、E. Lakatos、MD Profirescu、C. Amza、E. Manea、N. Dumbravescu 和 OG Profirescu,MOSFET 工艺优化和特性提取,CAS 2004 年国际半导体会议论文集,第 3 卷。 2,页319-322,10月2004; 3. OG Profirescu、F. Babarada、MD Profirescu、C. Ravariu、E. Manea、N. Dumbravescu、C. Dunare 和U. Dumitru,《MOSFET 电导建模(包括失真分析方面)》,CAS 2005 国际半导体会议论文集,第 3 卷。 2,页439-442, 2005; 4. F. Babarada,MD Profirescu,C. Ravariu,A. Rusu,OG Profirescu,E. Manea,C. Dunare,《MOSFET 失真分析建模》,ICMNT'06,阿尔及利亚,2006 年; 5. F. Babarada, C. Maxim, C. Ravariu, I. Campian, OG Profirescu, MD Profirescu, E. Manea, N. Dumbravescu 和 C. Dunare, 微电子交互式远程学习, ICL'06, 菲拉赫 - 奥地利, 2006 年; 6. F. Babarada、MD Profirescu、C. Ravariu、OG Profirescu、E. Manea、N. Dumbravescu、C. Dunare 和V. Dumitru,《MOSFET 建模(包括失真分析的二阶效应)》,ASM 06,Rhodes-Greece,2006 年; 7. C. Amza、I Cimpian、MD Profirescu、OG Profirescu,《伪晶 HEMT 结构的集合蒙特卡罗模拟》,《CAS 2007 国际半导体会议论文集》,锡纳亚 - 罗马尼亚,第 15 卷。 2,页419-422, 2007; 8. V. Moleavin、MD Profirescu、OG Profirescu,《数字 IC 的电热仿真环境》,《CAS 2007 国际半导体会议论文集》,罗马尼亚锡纳亚,第 15 卷。 2,页493-496, 2007; 9. OG Profirescu、C. Dinca、C. Stanescu,《CMOS LDO 中的噪声》,CAS 2007 国际半导体会议论文集,IEEE 目录号。 07TH8934,页563-566,十月2007; 10. V.Moleavin、OG Profirescu、MD Profirescu,《数字集成电路的功能热模拟模型》,罗马尼亚科学院院刊,A 系列,第 15 卷。 9号1,页69-74, 2008;