面向在轨维护任务的自由漂浮空间机器人运动规划与控制方法研究

项目名称： 面向在轨维护任务的自由漂浮空间机器人运动规划与控制方法研究

项目编号： No.60975063

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 王树国

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 31万元

中文摘要： 在空间飞行器在轨维护领域，采用自由漂浮空间机器人系统执行在轨维护任务，具有寿命长和安全性好等优势。但由于其具有载体与机械臂动力学耦合、非完整性、动力学奇异性等难点，其运动规划和控制方法还远未达到在轨维护的要求，需进一步深入研究。本课题为实现在轨维护中涉及的目标安全接近、目标捕获的轨迹规划、稳定的轨迹跟踪控制等任务，进行自由漂浮空间机器人运动规划与控制方面研究,包括基于轨道动力学方程，按照无碰并能够安全逃逸原则，研究空间目标最终接近阶段，逼近一类非合作空间目标的安全路径规划问题；研究避动力学奇异的运动规划问题，并为满足系统工作时需保证载体姿态稳定的要求，研究载体姿态无扰动的自由漂浮空间机器人运动规划算法；基于扩展机械臂思想，研究笛卡尔空间内自适应轨迹跟踪控制问题；并发展系统存在外部扰动及时变对象时，自适应鲁棒控制新的理论和方法。本研究将为我国自由飘浮空间机器人在轨维护计划的实施奠定理论基础。

中文关键词： 自由漂浮空间机器人；动力学；路径规划；自适应控制；鲁棒控制

英文摘要：

英文关键词： free floating space robot；dynamics；path planning；adaptive control；robust control