空间绳系飞网机器人柔性组合体动力学与协调控制方法研究

项目名称： 空间绳系飞网机器人柔性组合体动力学与协调控制方法研究

项目编号： No.11272256

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 黄攀峰

作者单位： 西北工业大学

项目金额： 86万元

中文摘要： 针对未来空间失控卫星捕获、空间垃圾清理等任务，空间机器人以其操作灵活、安全性高等诸多优点在空间机动与操作服务中得到广泛应用。本项目提出一种空间绳系飞网机器人的概念，该绳系飞网机器人系统对空间垃圾、失控卫星等非合作目标的捕获要优于传统的机械臂式的空间机器人。 空间绳系飞网机器人的研究目前还处于初级阶段，尤其是对于系绳与飞网这样的柔性组合体的研究几近空白，但是其未来的应用前景已经得到广泛认可。因此，开展空间绳系飞网机器人的关键技术研究具有重要的科学意义，本项目拟完成的主要关键技术包括：空间绳系飞网柔性组合体的建模技术研究，卫星平台、系绳与飞网之间的耦合动力学研究，系绳与飞网的动态释放过程的动力学与协调控制研究，刚（目标）-柔（飞网）接触碰撞问题研究；这些关键技术的解决将极大的推动空间绳系飞网捕获机器人的应用与发展。

中文关键词： 空间绳系飞网机器人；空间复杂绳系建模；复杂动力学分析；协调控制；刚-柔碰撞

英文摘要： For the capture system of uncontrolled satellites and clean-up tasks of space debris in future, space robots will be widely used because of its advantages in the space operation service such as flexible operation, safety, and so on. This project proposes a concept of tethered-net space robot system, which will be advantage to the traditional space robots with rigid manipulator especially in capturing of non-coorperation satellites such as uncontrolled satellites and space debris. The research of tethered-net space robot system is still in its infancy, and especially the research of space flexible combination of tether and net is almost empty. But its prospects for future applications has been widely recognized. Therefore, it has important technology value to study the key technologies of tethered-net robot system. The main key technolgoies of the project are to be include: modelling of flexible combination of tethered-net space robot system, the coupling dynamics analysis among platform satellite, and tether-net, the dynamics and coordinated control of dynamical release of the tether-net, contact-impact studies of rigid (target satellite) - flexible (net). To resolved these key technologies will promote the application and development of the space tethered-net robot.

英文关键词： Maneuverable Tethered Space Net Robot；Complex Space Tethered Modeling；Complex Dynamics Analysis；Coordinated Control；Rigid-Flexible Contact Dynamics