[發(fā)明專利]一種空間繩系機器人目標抓捕后復合體姿態(tài)協(xié)調(diào)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310018221.7
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103135552A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃攀峰;王東科;孟中杰;劉正雄
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05B13/04
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航天器控制技術(shù)研究領(lǐng)域，涉及一種空間繩系機器人目標抓捕后復合體姿態(tài)協(xié)調(diào)控制方法，具體涉及到一種低燃料消耗的空間繩系機器人姿態(tài)控制方法，該控制方法可以應用于空間繩系機器人的抓捕后姿態(tài)控制中。

背景技術(shù)

繩系機器人由于其靈活、安全、燃料消耗低等特點，在空間在軌服務(wù)中有著廣泛的作用，其中對失效衛(wèi)星救助、太空垃圾清理等進行抓捕是其主要應用。抓捕后的復合體姿態(tài)控制是繩系機器人的主要研究之一。空間機器人對目標抓捕后，由于碰撞和目標本身的自旋，導致抓捕后復合體的姿態(tài)不穩(wěn)定，不施加控制甚至會發(fā)生系繩纏繞，系繩的拉力對平臺本身的巨大干擾，因此，需要對抓捕后復合體的姿態(tài)進行控制。由于空間機器人自身的控制力矩較小，且燃料有限，使得僅僅使用空間機器人自身推力器中的滑膜控制器是很難實現(xiàn)抓捕后復合體的姿態(tài)穩(wěn)定，因此有必要利用系繩和推力器協(xié)調(diào)對復合體姿態(tài)進行控制。抓捕后的復合體姿態(tài)控制直接影響著任務(wù)的成敗，它成為繩系機器人領(lǐng)域的研究重點。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種空間繩系機器人目標抓捕后復合體姿態(tài)協(xié)調(diào)控制方法，可以減少燃料消耗，并且一定程度彌補推力器推力不足等特點。

技術(shù)方案

一種空間繩系機器人目標抓捕后復合體姿態(tài)協(xié)調(diào)控制方法，以滑膜控制器其特征在于步驟如下：

步驟1：針對空間繩系機器人目標抓捕后復合體姿態(tài)協(xié)調(diào)控制，設(shè)計兩種控制器：

系繩和推力器協(xié)調(diào)控制器：

系繩控制力矩為Tl=[R([x,y,z]T+R-1d||[x,y,z]T+R-1d||Fl)]×d,]]>對俯仰角和偏航角進行控制；

其中：T_l為系繩控制力矩，R為平臺本體坐標系到目標本體坐標系之間的轉(zhuǎn)換矩陣，d為抓捕點在復合體本體坐標系下位置矢量，×為叉乘算子；x、y和z為復合體質(zhì)心三個位置分量；