面向空間近距離操作的機械臂與服務衛(wèi)星協(xié)同控制
發(fā)布時間:2021-05-26 13:57
針對航天器在軌服務任務中涉及的空間近距離操作需求,提出一種機械臂與服務衛(wèi)星協(xié)同控制方法。首先建立了機械臂和服務衛(wèi)星組合體動力學模型以及服務衛(wèi)星和目標衛(wèi)星相對位姿耦合動力學模型。然后采用全局終端滑?刂圃O計了機械臂軌跡跟蹤控制方法,采用PD控制設計了服務衛(wèi)星相對位姿耦合控制方法,并將機械臂反作用力和力矩作為前饋補償疊加到服務衛(wèi)星控制系統(tǒng)中,實現(xiàn)了兩者的協(xié)同控制。最后通過數(shù)值仿真驗證了控制方法的有效性。仿真結果表明,該方法能夠滿足空間近距離操作任務對機械臂和服務衛(wèi)星的控制精度、穩(wěn)定性和誤差收斂時間的要求,具有工程實用性。
【文章來源】:宇航學報. 2020,41(01)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【文章目錄】:
0 引言
1 系統(tǒng)動力學建模
1.1 機械臂和服務衛(wèi)星組合體動力學模型
1.2 服務衛(wèi)星和目標衛(wèi)星相對位姿耦合模型
2 機械臂全局終端滑模控制
2.1 全局終端滑模控制器設計
2.2 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
2.3 跟蹤誤差收斂時間分析
3 服務衛(wèi)星相對位姿耦合控制
3.1 相對位姿耦合誤差模型
3.2 相對位姿耦合控制器設計
4 仿真校驗
4.1 工程算例
4.2 仿真結果
5 結論
【參考文獻】:
期刊論文
[1]空間機械臂捕獲失穩(wěn)目標的動態(tài)軌跡規(guī)劃方法[J]. 王興龍,周志成,曲廣吉. 宇航學報. 2017(07)
[2]GEO編隊空間機器人系統(tǒng)交會方法[J]. 梁斌,高學海,潘樂,徐文福. 宇航學報. 2016(02)
[3]自由漂浮空間機器人捕獲目標的協(xié)調控制[J]. 徐文福,孟得山,徐超,梁斌. 機器人. 2013(05)
[4]對翻滾非合作目標終端逼近的姿軌耦合退步控制[J]. 李鵬,岳曉奎,袁建平. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2013(01)
[5]空間機器人目標捕獲過程中的載體姿態(tài)擾動優(yōu)化[J]. 吳劍威,史士財,劉宏,蔡鶴皋. 機器人. 2011(01)
[6]帆板驅動影響下的衛(wèi)星姿態(tài)高精度高穩(wěn)定度控制[J]. 斯祝華,劉一武. 宇航學報. 2010(12)
[7]地球靜止軌道在軌服務技術研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 梁斌,徐文福,李成,劉宇. 宇航學報. 2010(01)
[8]基于神經網(wǎng)絡的不確定性空間機器人自適應控制方法研究[J]. 謝箭,劉國良,顏世佐,徐文福,強文義. 宇航學報. 2010(01)
[9]航天器最終逼近段的相對導航研究與半實物仿真驗證[J]. 郭碧波,梁斌,李成,強文義,仇越. 宇航學報. 2008(04)
博士論文
[1]空間機器人自主捕獲目標的軌跡規(guī)劃與控制研究[D]. 史也.哈爾濱工業(yè)大學 2013
本文編號:3206487
【文章來源】:宇航學報. 2020,41(01)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【文章目錄】:
0 引言
1 系統(tǒng)動力學建模
1.1 機械臂和服務衛(wèi)星組合體動力學模型
1.2 服務衛(wèi)星和目標衛(wèi)星相對位姿耦合模型
2 機械臂全局終端滑模控制
2.1 全局終端滑模控制器設計
2.2 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
2.3 跟蹤誤差收斂時間分析
3 服務衛(wèi)星相對位姿耦合控制
3.1 相對位姿耦合誤差模型
3.2 相對位姿耦合控制器設計
4 仿真校驗
4.1 工程算例
4.2 仿真結果
5 結論
【參考文獻】:
期刊論文
[1]空間機械臂捕獲失穩(wěn)目標的動態(tài)軌跡規(guī)劃方法[J]. 王興龍,周志成,曲廣吉. 宇航學報. 2017(07)
[2]GEO編隊空間機器人系統(tǒng)交會方法[J]. 梁斌,高學海,潘樂,徐文福. 宇航學報. 2016(02)
[3]自由漂浮空間機器人捕獲目標的協(xié)調控制[J]. 徐文福,孟得山,徐超,梁斌. 機器人. 2013(05)
[4]對翻滾非合作目標終端逼近的姿軌耦合退步控制[J]. 李鵬,岳曉奎,袁建平. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2013(01)
[5]空間機器人目標捕獲過程中的載體姿態(tài)擾動優(yōu)化[J]. 吳劍威,史士財,劉宏,蔡鶴皋. 機器人. 2011(01)
[6]帆板驅動影響下的衛(wèi)星姿態(tài)高精度高穩(wěn)定度控制[J]. 斯祝華,劉一武. 宇航學報. 2010(12)
[7]地球靜止軌道在軌服務技術研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 梁斌,徐文福,李成,劉宇. 宇航學報. 2010(01)
[8]基于神經網(wǎng)絡的不確定性空間機器人自適應控制方法研究[J]. 謝箭,劉國良,顏世佐,徐文福,強文義. 宇航學報. 2010(01)
[9]航天器最終逼近段的相對導航研究與半實物仿真驗證[J]. 郭碧波,梁斌,李成,強文義,仇越. 宇航學報. 2008(04)
博士論文
[1]空間機器人自主捕獲目標的軌跡規(guī)劃與控制研究[D]. 史也.哈爾濱工業(yè)大學 2013
本文編號:3206487
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