面向大负载在轨操作任务的太空机械臂轨迹优化研究

项目名称： 面向大负载在轨操作任务的太空机械臂轨迹优化研究

项目编号： No.61175080

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 贾庆轩

作者单位： 北京邮电大学

项目金额： 61万元

中文摘要： 随着空间探索的不断深入，利用太空机械臂进行大型结构组装与更换具有重要意义。目前由于缺乏太空机械臂操作大负载空间结构的系统研究，使得太空机械臂的在轨应用受到极大限制。本课题针对太空机械臂大负载轨迹优化问题，研究大负载情况下太空机械臂的动力学特性，以负载最大化为目标进行太空机械臂轨迹优化，并针对负载模型未知的情况，进行多约束条件下太空机械臂轨迹规划研究。 本课题将以空间算子代数和多体动力学为理论基础，着重分析太空机械臂负载能力的影响因素，建立机械臂关节力矩和航天器基座与负载能力的约束方程；综合考虑臂杆柔性与关节最大驱动能力，分别采用粒子群算法和间接优化控制算法针对点到点任务和轨迹跟踪任务开展空间机械臂负载最大化的轨迹优化研究；针对负载模型的不确定性，采用摄动量轨迹优化算法解决太空机械臂多约束条件下的轨迹规划问题；并开展微重力环境下的相关实验研究。研究成果对于解决机械臂操作大负载问题具有普遍性。

中文关键词： 太空机械臂；大负载操作；轨迹优化；；

英文摘要：

英文关键词： space manipulator；operation under large load；trajectory optimization；；