串联半物理仿真机构的刚度辨识与时滞误差补偿

发布时间：2024-03-05 03:27

　　空间操作半物理仿真系统是在地面模拟太空环境验证空间技术有效性的常用方法之一,但是系统内存在不可避免的时间滞后会出现结果失真和能量发散的现象。针对串联半物理仿真机构系统失真问题,从力测量系统滞后和控制系统的动态响应延迟两个方面出发,建立了空间碰撞的动力学模型和基于刚度辨识的力补偿模型,提出了基于测量力方向投影辨识碰撞方向和接触刚度的补偿算法,将对测量力的补偿转化为串联半物理仿真机构的位置控制补偿。串联半物理仿真机构的单自由度碰撞进行数字仿真,验证了该力补偿方法的可行性,提高了半物理仿真的复现精度。该方法从力产生的原因出发建立补偿模型,为深入研究空间操作半物理仿真系统失真问题提供了一种新的思路。

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【部分图文】：

图1串联半物理仿真机构示意图

图2所示为空间操作半物理仿真系统模型示意图，该系统由四个子系统组成．位置控制系统用于实时计算两个工业机器人模拟的航天器的相对位置，通过数字模型的运动学逆解计算机器人末端的实际运动，通过关节轨迹规划和位置控制得到最终的关节位置指令;运动模拟器用于实时模拟服务星和目标星两个航天器在工....

图2半物理仿真系统模型示意图

图1串联半物理仿真机构示意图本系统的目的是开发一套能模拟太空环境的空间精细操作半物理仿真模拟系统．

图3机器人连杆坐标系

将式(16)和式(17)代入三角函数公式中可以计算得到:2动力学建模和系统失真补偿

图4航天器受力分析

为了获得空间操作过程中两个航天器接触过程产生的力和力矩，需要通过力传感器测量接触力并转换成航天器的实际碰撞受力，因此，需要建立航天器接触碰撞的动力学建模．图4所示为模拟航天器空间碰撞接触模型的受力分析，首先建立空间航天器的坐标系统如下:

本文编号：3919605