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規劃機械臂的運動以調整作為其基座的衛星的姿態,既節約姿控燃料,又可作為常規姿控系統的備份手段.首先,建立自由飄浮空間機器人系統的狀態方程,其狀態變量為關節角和衛星姿態角,輸入變量為關節角速度.基于系統能控性理論,規劃連接系統初始狀態和期望狀態的路徑,實現了僅通過機械臂關節的運動同時控制基座姿態和機械臂關節角的目的.從理論上分析了機械臂的能量消耗,給出了使能量指標最小的近似最優算法.仿真結果表明了該方法的有效性.
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