面向空间近距离操作的机械臂与服务卫星协同控制

发布时间：2021-05-26 13:57

　　针对航天器在轨服务任务中涉及的空间近距离操作需求,提出一种机械臂与服务卫星协同控制方法。首先建立了机械臂和服务卫星组合体动力学模型以及服务卫星和目标卫星相对位姿耦合动力学模型。然后采用全局终端滑模控制设计了机械臂轨迹跟踪控制方法,采用PD控制设计了服务卫星相对位姿耦合控制方法,并将机械臂反作用力和力矩作为前馈补偿叠加到服务卫星控制系统中,实现了两者的协同控制。最后通过数值仿真验证了控制方法的有效性。仿真结果表明,该方法能够满足空间近距离操作任务对机械臂和服务卫星的控制精度、稳定性和误差收敛时间的要求,具有工程实用性。 

【文章来源】：宇航学报. 2020,41(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
0 引言
1 系统动力学建模
    1.1 机械臂和服务卫星组合体动力学模型
    1.2 服务卫星和目标卫星相对位姿耦合模型
2 机械臂全局终端滑模控制
    2.1 全局终端滑模控制器设计
    2.2 控制系统稳定性分析
    2.3 跟踪误差收敛时间分析
3 服务卫星相对位姿耦合控制
    3.1 相对位姿耦合误差模型
    3.2 相对位姿耦合控制器设计
4 仿真校验
    4.1 工程算例
    4.2 仿真结果
5 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]空间机械臂捕获失稳目标的动态轨迹规划方法[J]. 王兴龙,周志成,曲广吉.  宇航学报. 2017(07)
[2]GEO编队空间机器人系统交会方法[J]. 梁斌,高学海,潘乐,徐文福.  宇航学报. 2016(02)
[3]自由漂浮空间机器人捕获目标的协调控制[J]. 徐文福,孟得山,徐超,梁斌.  机器人. 2013(05)
[4]对翻滚非合作目标终端逼近的姿轨耦合退步控制[J]. 李鹏,岳晓奎,袁建平.  哈尔滨工业大学学报. 2013(01)
[5]空间机器人目标捕获过程中的载体姿态扰动优化[J]. 吴剑威,史士财,刘宏,蔡鹤皋.  机器人. 2011(01)
[6]帆板驱动影响下的卫星姿态高精度高稳定度控制[J]. 斯祝华,刘一武.  宇航学报. 2010(12)
[7]地球静止轨道在轨服务技术研究现状与发展趋势[J]. 梁斌,徐文福,李成,刘宇.  宇航学报. 2010(01)
[8]基于神经网络的不确定性空间机器人自适应控制方法研究[J]. 谢箭,刘国良,颜世佐,徐文福,强文义.  宇航学报. 2010(01)
[9]航天器最终逼近段的相对导航研究与半实物仿真验证[J]. 郭碧波,梁斌,李成,强文义,仇越.  宇航学报. 2008(04)

博士论文
[1]空间机器人自主捕获目标的轨迹规划与控制研究[D]. 史也.哈尔滨工业大学 2013



本文编号：3206487