空間操作半物理仿真系統(tǒng)是在地面模擬太空環(huán)境驗(yàn)證空間技術(shù)有效性的常用方法之一,但是系統(tǒng)內(nèi)存在不可避免的時(shí)間滯后會(huì)出現(xiàn)結(jié)果失真和能量發(fā)散的現(xiàn)象。針對(duì)串聯(lián)半物理仿真機(jī)構(gòu)系統(tǒng)失真問(wèn)題,從力測(cè)量系統(tǒng)滯后和控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)延遲兩個(gè)方面出發(fā),建立了空間碰撞的動(dòng)力學(xué)模型和基于剛度辨識(shí)的力補(bǔ)償模型,提出了基于測(cè)量力方向投影辨識(shí)碰撞方向和接觸剛度的補(bǔ)償算法,將對(duì)測(cè)量力的補(bǔ)償轉(zhuǎn)化為串聯(lián)半物理仿真機(jī)構(gòu)的位置控制補(bǔ)償。串聯(lián)半物理仿真機(jī)構(gòu)的單自由度碰撞進(jìn)行數(shù)字仿真,驗(yàn)證了該力補(bǔ)償方法的可行性,提高了半物理仿真的復(fù)現(xiàn)精度。該方法從力產(chǎn)生的原因出發(fā)建立補(bǔ)償模型,為深入研究空間操作半物理仿真系統(tǒng)失真問(wèn)題提供了一種新的思路。

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【部分圖文】：

圖1串聯(lián)半物理仿真機(jī)構(gòu)示意圖

圖2所示為空間操作半物理仿真系統(tǒng)模型示意圖，該系統(tǒng)由四個(gè)子系統(tǒng)組成．位置控制系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)計(jì)算兩個(gè)工業(yè)機(jī)器人模擬的航天器的相對(duì)位置，通過(guò)數(shù)字模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解計(jì)算機(jī)器人末端的實(shí)際運(yùn)動(dòng)，通過(guò)關(guān)節(jié)軌跡規(guī)劃和位置控制得到最終的關(guān)節(jié)位置指令;運(yùn)動(dòng)模擬器用于實(shí)時(shí)模擬服務(wù)星和目標(biāo)星兩個(gè)航天器在工....

圖2半物理仿真系統(tǒng)模型示意圖

圖1串聯(lián)半物理仿真機(jī)構(gòu)示意圖本系統(tǒng)的目的是開發(fā)一套能模擬太空環(huán)境的空間精細(xì)操作半物理仿真模擬系統(tǒng)．

圖3機(jī)器人連桿坐標(biāo)系

將式(16)和式(17)代入三角函數(shù)公式中可以計(jì)算得到:2動(dòng)力學(xué)建模和系統(tǒng)失真補(bǔ)償

圖4航天器受力分析

為了獲得空間操作過(guò)程中兩個(gè)航天器接觸過(guò)程產(chǎn)生的力和力矩，需要通過(guò)力傳感器測(cè)量接觸力并轉(zhuǎn)換成航天器的實(shí)際碰撞受力，因此，需要建立航天器接觸碰撞的動(dòng)力學(xué)建模．圖4所示為模擬航天器空間碰撞接觸模型的受力分析，首先建立空間航天器的坐標(biāo)系統(tǒng)如下:

本文編號(hào)：3919605