空间机械臂捕获失稳目标的动态轨迹规划方法

发布时间：2019-03-31 18:33

【摘要】：针对航天器在轨服务体系技术的发展需求,提出一种空间机械臂捕获失稳目标的动态轨迹规划方法。在系统设定和工程模化的基础上,首先推导了空间机械臂捕获目标的动力学模型和速度增益矩阵;然后重点研究了速度增益矩阵的动态调整方法,并以此为基础设计了空间机械臂捕获失稳目标的动态轨迹规划方法;最后通过工程算例在MATLAB和ADAMS联合仿真平台上验证了该方法的有效性。仿真结果表明,该方法既能有效减少捕获时间,又能防止过大的起始和残余速度,同时还能回避雅克比矩阵奇异问题,可以满足机械臂末端对失稳目标相对位姿同步跟踪的捕获任务要求,具有工程实用性。
[Abstract]:In order to meet the requirements of spacecraft on-orbit service system technology, a dynamic trajectory planning method for space manipulator to capture unstable targets is proposed. On the basis of system setting and engineering modeling, the dynamic model and velocity gain matrix of space manipulator capture target are deduced firstly. Then, the dynamic adjustment method of velocity gain matrix is studied, and the dynamic trajectory planning method of capturing unstable target by space manipulator is designed based on this method. Finally, the effectiveness of the method is verified by an engineering example on the MATLAB and ADAMS joint simulation platform. The simulation results show that the proposed method can not only reduce the acquisition time, but also prevent the excessive initial and residual velocity, and avoid the Jacobian matrix singularity problem at the same time. It can meet the requirement of synchronous tracking of unstable target relative position and attitude at the end of manipulator, and it is practical in engineering.
【作者单位】： 中国空间技术研究院通信卫星事业部;
【基金】：国家自然科学基金(11272334)
【分类号】：TP241

【参考文献】

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