非合作目標對接環(huán)機械手抓捕策略及仿真
發(fā)布時間：2021-02-25 19:02
伴隨著航天技術(shù)的發(fā)展,人們對太空的探索程度越來越高。但與此同時,由于衛(wèi)星失效以及損毀,大型太空碎片越來越多,太空探索的限制條件越來越多。在這個前提下,太空垃圾的清理日益獲得人們的關(guān)注。使用空間機器人抓捕太空中非合作目標,開展太空軌道垃圾清理、衛(wèi)星服務(wù)與維修,是空間機器人研究領(lǐng)域的重要任務(wù)。本文針對空間非合作目標的抓捕策略展開研究工作。本文首先分析了非合作目標在太空中的運動特性,建立了非合作目標衛(wèi)星的運動學(xué)模型,為后續(xù)研究提供了基礎(chǔ);針對抓捕衛(wèi)星機械臂,進行了正逆運動學(xué)分析,并根據(jù)服務(wù)球的概念完成了機械臂靈活工作空間分析,對機械臂的性能更加深入的分析。針對非合作目標衛(wèi)星的旋轉(zhuǎn)和章動,制定了一種抓捕策略,分為四個階段,分別為迫近、起旋、機械臂展開以及視覺伺服。該抓捕策略具有較好的抓捕性能,面對非合作目標衛(wèi)星自旋軸和對接環(huán)垂直和平行兩種特殊的位置關(guān)系,均能進行抓捕。根據(jù)抓捕策略建立了ADAMS/Matlab聯(lián)合仿真模型,并根據(jù)仿真模型,針對兩種位置關(guān)系,提出該抓捕策略的抓捕性能。為保證抓捕的安全性和穩(wěn)定性,對抓捕過程中的誤差進行了分析。在抓捕過程中,擾動主要來自于關(guān)節(jié)柔性（諧波減速器和力矩傳...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
XSS-Ⅱ衛(wèi)星[7]
圖 1-2 軌道快車衛(wèi)星[8] 圖 1-3 切割廢棄衛(wèi)星天線[9] 在歐洲，歐洲航天局（ESA）早在 1990 年就開始了地球靜止軌道服務(wù)飛行器（geostationaryservicingvehicle，GSV）的研究[10]，其中，地球靜止軌道是指地球赤道上方的軌道。在地球靜止軌道上的衛(wèi)星從地面觀測是固定在一個定點上的。GSV 主要是面向?qū)η箪o止軌道衛(wèi)星，對它們進行檢測服務(wù)。如圖 1-4 為 GSV 概念圖。
圖 1-2 軌道快車衛(wèi)星[8] 圖 1-3 切割廢棄衛(wèi)星天線[9] 在歐洲，歐洲航天局（ESA）早在 1990 年就開始了地球靜止軌道服務(wù)飛行器（geostationaryservicingvehicle，GSV）的研究[10]，其中，地球靜止軌道是指地球赤道上方的軌道。在地球靜止軌道上的衛(wèi)星從地面觀測是固定在一個定點上的。GSV 主要是面向?qū)η箪o止軌道衛(wèi)星，對它們進行檢測服務(wù)。如圖 1-4 為 GSV 概念圖。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于復(fù)合形法的時間最優(yōu)機械臂軌跡規(guī)劃[J]. 陳晗,李林升. 機械傳動. 2019(03)
[2]一種機械臂最優(yōu)時間-沖擊軌跡優(yōu)化算法[J]. 陸佳皓,平雪良. 機械科學(xué)與技術(shù). 2019(10)
[3]基于二次B樣條的時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃[J]. 金之熔,申立勇. 系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué). 2018(12)
[4]空間在軌服務(wù)技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 王曉海. 衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò). 2016(03)
[5]美國航天創(chuàng)新項目發(fā)展分析[J]. 趙煒渝,邢寧. 中國航天. 2015(03)
[6]在軌操作技術(shù)及國外發(fā)展分析[J]. 陳治科,熊偉,劉德生,張睿. 裝備學(xué)院學(xué)報. 2014(06)
[7]空間機器人非合作航天器在軌服務(wù)研究進展[J]. 梁斌,杜曉東,李成,徐文福. 機器人. 2012(02)
[8]自由漂浮空間機器人回避動力學(xué)奇異的軌跡規(guī)劃[J]. 張福海,付宜利,王樹國. 機器人. 2012(01)
[9]一種確定自旋衛(wèi)星姿態(tài)的新方法[J]. 呂曉鋒,王大力. 上海航天. 2011(01)
[10]空間機器人捕獲非合作目標的測量與規(guī)劃方法[J]. 徐文福,梁斌,李成,劉宇. 機器人. 2010(01)
碩士論文
[1]自旋目標抓捕的軌跡規(guī)劃及捕獲后復(fù)合體的控制[D]. 胡忠華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]非合作航天器位姿在軌測量方法的研究[D]. 曹彩秀.北京郵電大學(xué) 2015
[3]基于地面軌線的單目機器人視覺導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計[D]. 楊春暉.蘇州大學(xué) 2010
本文編號：3051432
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
XSS-Ⅱ衛(wèi)星[7]
圖 1-2 軌道快車衛(wèi)星[8] 圖 1-3 切割廢棄衛(wèi)星天線[9] 在歐洲，歐洲航天局（ESA）早在 1990 年就開始了地球靜止軌道服務(wù)飛行器（geostationaryservicingvehicle，GSV）的研究[10]，其中，地球靜止軌道是指地球赤道上方的軌道。在地球靜止軌道上的衛(wèi)星從地面觀測是固定在一個定點上的。GSV 主要是面向?qū)η箪o止軌道衛(wèi)星，對它們進行檢測服務(wù)。如圖 1-4 為 GSV 概念圖。
圖 1-2 軌道快車衛(wèi)星[8] 圖 1-3 切割廢棄衛(wèi)星天線[9] 在歐洲，歐洲航天局（ESA）早在 1990 年就開始了地球靜止軌道服務(wù)飛行器（geostationaryservicingvehicle，GSV）的研究[10]，其中，地球靜止軌道是指地球赤道上方的軌道。在地球靜止軌道上的衛(wèi)星從地面觀測是固定在一個定點上的。GSV 主要是面向?qū)η箪o止軌道衛(wèi)星，對它們進行檢測服務(wù)。如圖 1-4 為 GSV 概念圖。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于復(fù)合形法的時間最優(yōu)機械臂軌跡規(guī)劃[J]. 陳晗,李林升. 機械傳動. 2019(03)
[2]一種機械臂最優(yōu)時間-沖擊軌跡優(yōu)化算法[J]. 陸佳皓,平雪良. 機械科學(xué)與技術(shù). 2019(10)
[3]基于二次B樣條的時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃[J]. 金之熔,申立勇. 系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué). 2018(12)
[4]空間在軌服務(wù)技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 王曉海. 衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò). 2016(03)
[5]美國航天創(chuàng)新項目發(fā)展分析[J]. 趙煒渝,邢寧. 中國航天. 2015(03)
[6]在軌操作技術(shù)及國外發(fā)展分析[J]. 陳治科,熊偉,劉德生,張睿. 裝備學(xué)院學(xué)報. 2014(06)
[7]空間機器人非合作航天器在軌服務(wù)研究進展[J]. 梁斌,杜曉東,李成,徐文福. 機器人. 2012(02)
[8]自由漂浮空間機器人回避動力學(xué)奇異的軌跡規(guī)劃[J]. 張福海,付宜利,王樹國. 機器人. 2012(01)
[9]一種確定自旋衛(wèi)星姿態(tài)的新方法[J]. 呂曉鋒,王大力. 上海航天. 2011(01)
[10]空間機器人捕獲非合作目標的測量與規(guī)劃方法[J]. 徐文福,梁斌,李成,劉宇. 機器人. 2010(01)
碩士論文
[1]自旋目標抓捕的軌跡規(guī)劃及捕獲后復(fù)合體的控制[D]. 胡忠華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]非合作航天器位姿在軌測量方法的研究[D]. 曹彩秀.北京郵電大學(xué) 2015
[3]基于地面軌線的單目機器人視覺導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計[D]. 楊春暉.蘇州大學(xué) 2010
本文編號：3051432
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