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在轨捕获技术发展综述

机器人 2008年第5期30卷 467-480页

作者：翟光仇越梁斌李成哈尔滨工业大学空间智能系统研究所黑龙江哈尔滨150001

结合在轨捕获技术在航天任务中的应用,介绍了在轨捕获技术的发展历程.无人自主化是当前在轨捕获技术的发展方向.结合典型的自主在轨捕获系统,阐述了自主在轨捕获关键技术及发展现状,并指出了目前基于空间机械臂的刚性在轨捕获模式的局限... 详细信息

结合在轨捕获技术在航天任务中的应用,介绍了在轨捕获技术的发展历程.无人自主化是当前在轨捕获技术的发展方向.结合典型的自主在轨捕获系统,阐述了自主在轨捕获关键技术及发展现状,并指出了目前基于空间机械臂的刚性在轨捕获模式的局限性.提出了一种新的基于柔性网的柔性在轨捕获模式,该模式比刚性机构在轨捕获模式具有诸多优点,是在轨捕获技术发展的一个新趋势.

关键词：在轨捕获交会对接机械臂柔性网

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直驱式两指型在轨捕获装置控制器设计

空间控制技术与应用 2019年第5期45卷 8-13页

作者：矫日华倪风雷金明河哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

针对非合作目标的在轨捕获,本文设计了一种直驱式两指型在轨捕获装置控制器.针对空间单粒子翻转事件影响,采用反熔丝FPGA作为控制器的核心处理单元,实现了多种传感器信息的采集,电机驱动,抱闸控制及与外部的总线通讯,并针对该捕获装置... 详细信息

针对非合作目标的在轨捕获,本文设计了一种直驱式两指型在轨捕获装置控制器.针对空间单粒子翻转事件影响,采用反熔丝FPGA作为控制器的核心处理单元,实现了多种传感器信息的采集,电机驱动,抱闸控制及与外部的总线通讯,并针对该捕获装置提出了速度控制与力矩控制的复合伺服控制策略,即在合拢和拖动阶段采用速度控制方式,在锁紧阶段采用力矩控制方式.在地面模拟实验平台进行了捕获实验,结果表明该控制器能够实现在捕获过程的运动控制并且保证锁紧力矩达到要求.

关键词：末端执行器在轨捕获 FPGA控制器无刷直流电机

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空间目标在轨捕获技术研究综述

装备学院学报 2013年第4期24卷 63-66页

作者：王超董正宏尹航高永明装备学院研究生管理大队北京101416 装备学院信息装备系北京101416

在轨服务技术的飞速发展使空间目标的在轨捕获成为迫切需要解决的关键问题。针对当前航天任务中在轨捕获方式的应用,介绍了在轨捕获技术的发展历程,阐述了各种捕获方式对空间目标进行抓捕所存在的局限性,并对在轨捕获需要解决的关键技... 详细信息

在轨服务技术的飞速发展使空间目标的在轨捕获成为迫切需要解决的关键问题。针对当前航天任务中在轨捕获方式的应用,介绍了在轨捕获技术的发展历程,阐述了各种捕获方式对空间目标进行抓捕所存在的局限性,并对在轨捕获需要解决的关键技术进行了分析。

关键词：在轨服务技术在轨捕获空间目标空间机器人

基于柔性关节的非合作目标在轨捕获技术及仿真

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装备学院学报 2013年第6期24卷 69-72页

作者：尹航曾国强高永明董正宏王超装备学院研究生管理大队北京101416 国防科学技术大学航天与材料工程学院湖南长沙410073 装备学院信息装备系北京101416

在轨服务技术的飞速发展使空间非合作目标的在轨捕获技术成为迫切需要解决的关键问题。针对当前在轨捕获非合作目标时存在的风险,提出使用磁流变技术来解决。磁流变技术在汽车悬架系统以及月球车的着陆装置中已经有很多成熟的应用,但尚... 详细信息

在轨服务技术的飞速发展使空间非合作目标的在轨捕获技术成为迫切需要解决的关键问题。针对当前在轨捕获非合作目标时存在的风险,提出使用磁流变技术来解决。磁流变技术在汽车悬架系统以及月球车的着陆装置中已经有很多成熟的应用,但尚没有应用在空间机械臂的在轨捕获中。将磁流变阻尼器关节安装在空间机械臂关节上,用来缓冲碰撞时产生的冲量,实现非合作目标的在轨捕获。

关键词：在轨捕获磁流变技术非合作目标

模型不确定的空间机器人无力传感器阻抗控制方法

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宇航学报 2021年第6期42卷 766-774页

作者：陶东张强赵良玉北京理工大学宇航学院北京100081 北京控制工程研究所北京100094

针对自由漂浮空间服务机器人在轨捕获时与服务对象的碰撞问题,提出一种考虑模型不确定情况下的无力传感器阻抗控制方法。通过将不确定模型观测的接触力和神经网络对模型不确定部分辨识得到的接触力,共同作为末端执行器与服务对象抓捕点... 详细信息

针对自由漂浮空间服务机器人在轨捕获时与服务对象的碰撞问题,提出一种考虑模型不确定情况下的无力传感器阻抗控制方法。通过将不确定模型观测的接触力和神经网络对模型不确定部分辨识得到的接触力,共同作为末端执行器与服务对象抓捕点的估计接触力和阻抗控制器的反馈,使空间机器人在模型不确定和无力传感器的情况下仍能实现与服务对象的柔性接触。数值仿真结果表明,该方法可有效降低对空间机器人动力学建模精度的要求,具有较强的工程可行性。

关键词：空间机器人无力传感器阻抗控制力估计在轨捕获

基于3RRS-Bricard复合空间捕获系统运动学分析

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航空学报 2021年第1期42卷 227-236页

作者：刘维惠李晓辉文闻赵靖超姚燕安李锐明北京控制工程研究所精密转动和传动机构长寿命技术北京市重点实验室北京100094 北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

面向跨尺度、目标多样化的空间捕获任务,融合Bricard和3RRS机构的折展特性和几何特点对复合捕获系统运动学进行了分析。基于捕获系统的自由度和构型特点分析,通过构建Bricard与3RRS间的转换关系实现了捕获系统各机构间的运动学解耦。根... 详细信息

面向跨尺度、目标多样化的空间捕获任务,融合Bricard和3RRS机构的折展特性和几何特点对复合捕获系统运动学进行了分析。基于捕获系统的自由度和构型特点分析,通过构建Bricard与3RRS间的转换关系实现了捕获系统各机构间的运动学解耦。根据六棱柱模型,引入Bricard虚拟顶点,设计了面向复合空间捕获系统的运动学求解方法。在仿真环境下搭建捕获系统的运动学和动力学模型,并开展针对动态捕获目标的轨迹跟随实验。通过与基于闭环约束的阻尼最小二乘法(DLS)对比,验证了该运动学求解算法的有效性和先进性。实验结果表明,捕获系统可实现平稳的协同控制,运动过程中位置跟随精度优于4mm,姿态精度优于0.035rad。

关键词：在轨捕获折展机构闭环约束运动解耦运动学分析

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空间翻滚非合作目标消旋技术发展综述

航空学报 2018年第1期39卷 33-45页

作者：路勇刘晓光周宇刘崇超哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

大量残存太空的空间垃圾对在轨运行航天器的安全构成严重威胁,对其进行主动移除已迫在眉睫。火箭末级、失效卫星等非合作目标已失去姿态调整能力,且长期在失控状态下运行,受太阳光压、重力梯度等摄动力矩及失效前自身残余角动量等因素... 详细信息

大量残存太空的空间垃圾对在轨运行航天器的安全构成严重威胁,对其进行主动移除已迫在眉睫。火箭末级、失效卫星等非合作目标已失去姿态调整能力,且长期在失控状态下运行,受太阳光压、重力梯度等摄动力矩及失效前自身残余角动量等因素的影响往往会出现翻滚运动。对翻滚非合作目标直接捕获存在碰撞风险,为降低风险系数采取消旋后再捕获是较为合适的方式。在对火箭末级、失效卫星等典型非合作目标运动形式及消旋过程进行分析的基础上,综述了目前国内外所提出的接触式及非接触式消旋方法,并对非合作目标翻滚运动测量及动力学参数辨识和消旋控制这两项消旋共性关键技术进行了归纳总结。本综述将为中国空间碎片主动清除技术的发展提供有益参考。

关键词：空间碎片主动移除非合作目标在轨捕获翻滚运动消旋

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一种仿生附着装置柔顺关节的优化设计

北京航空航天大学学报 2018年第12期44卷 2660-2666页

作者：崔永灿宋婷孙俊楚中毅北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100083 上海航天控制技术研究所上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109

为提高仿生附着装置在捕获空间非合作目标物时对目标运动参数的适应性,设计了一种3自由度串联柔顺关节,可通过关节嵌入系统后的协调运动来辅助装置被动适应运动目标物姿态,并在运动过程中基于弹簧、阻尼缓冲器组成的关节柔顺机构及其能... 详细信息

为提高仿生附着装置在捕获空间非合作目标物时对目标运动参数的适应性,设计了一种3自由度串联柔顺关节,可通过关节嵌入系统后的协调运动来辅助装置被动适应运动目标物姿态,并在运动过程中基于弹簧、阻尼缓冲器组成的关节柔顺机构及其能量耗散原理来降低目标物动能。为验证、优化关节性能,通过ADAMS虚拟样机软件建立了基于柔顺关节的仿生附着装置捕获过程运动学与动力学模型,分析了柔顺关节3组弹簧刚度系数、黏滞阻尼系数对非合作目标物捕获状态的影响,并利用ADAMS-iSIGHT联合仿真平台,通过多岛遗传算法对上述弹簧、阻尼器的重要参数进行了优化,极大提高了柔顺关节的能量耗散效果,同时保证了可捕获目标物运动参数达到规定要求。

关键词：在轨捕获非合作目标柔顺关节仿生附着装置参数优化

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姿态变化一致有界的姿态稳定控制器设计

控制与决策 2016年第8期31卷 1493-1498页

作者：殷春武侯明善李明翔西北工业大学自动化学院西安710129

针对航天器姿态稳定控制问题,设计一种迭代学习姿态控制器.将连续非周期运动的姿态跟踪过程分解为队列重复运动,采用前一周期的姿态跟踪误差修正后一周期的控制输入,分别对未知参数和干扰构建有界迭代学习律,给出航天器姿态稳定控制器,... 详细信息

针对航天器姿态稳定控制问题,设计一种迭代学习姿态控制器.将连续非周期运动的姿态跟踪过程分解为队列重复运动,采用前一周期的姿态跟踪误差修正后一周期的控制输入,分别对未知参数和干扰构建有界迭代学习律,给出航天器姿态稳定控制器,并从理论上分析了闭环系统的渐近稳定性和姿态跟踪误差的一致有界性.通过在轨捕获非合作目标过程中航天器姿态跟踪控制问题的数值仿真,验证了迭代学习控制器的鲁棒性和强抗干扰性.

关键词：姿态控制迭代学习障碍李雅普诺夫函数在轨捕获