Safe On-Orbit Dislodging of Deployable Structures via Robust Adaptive MPC

要約

このホワイトペーパーでは、軌道上の除去のための新しい堅牢な適応モデル予測コントローラーを提案します。
ロボットアームを装備したサービサーが、宇宙ステーションにハイブリッドヒンジシステムを備えた力の低い詰まったソーラーパネルで構成される時変システムであるクライアントを追い払わなければならないシナリオを検討します。
私たちのアプローチは、オンラインのセットメンバーシップの識別を活用して、パラメーター空間での探査と搾取のバランスをとりながら、境界のある乱れにもかかわらず、除外中に堅牢な安全保証を提供する不確実性を減らします。
開発された堅牢な適応MPCメソッドの実現可能性は、それぞれゼロ重力および重力環境でのシミュレーションとハードウェア実験を外すことで調べられます。
さらに、この方法の利点は、パラメーター推定と制御パフォーマンスの精度の両方のためのいくつかの最先端の制御スキームを使用した比較実験を通じて示されます。

要約(オリジナル)

This paper proposes a novel robust adaptive model predictive controller for on-orbit dislodging. We consider the scenario where a servicer, equipped with a robot arm, must dislodge a client, a time-varying system composed of an underpowered jammed solar panel with a hybrid hinge system on a space station. Our approach leverages online set-membership identification to reduce the uncertainty to provide robust safety guarantees during dislodging despite bounded disturbances while balancing exploration and exploitation effectively in the parameter space. The feasibility of the developed robust adaptive MPC method is also examined through dislodging simulations and hardware experiments in zero-gravity and gravity environments, respectively. In addition, the advantages of our method are shown through comparison experiments with several state-of-the-art control schemes for both accuracy of parameter estimation and control performance.

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