限制性漂浮基座上多连杆臂的接触动力学建模与鲁棒控制方法研究

项目名称： 限制性漂浮基座上多连杆臂的接触动力学建模与鲁棒控制方法研究

项目编号： No.11402004

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 胡天健

作者单位： 北京跟踪与通信技术研究所

项目金额： 26万元

中文摘要： 空间机器人操作是在轨维护任务的重要手段。目前，有关空间机器人操作的研究和工程实践主要集中在机械臂末端自由和开环转闭链两类状态，但尚未有空间机器人末端对目标飞行器连续接触作业的系统研究。空间机械臂接触的动力学建模、接触力控制和实验验证方法是当前理论研究的热点问题。本课题以惯性稳定空间机器人对惯性目标卫星实施的焊接、涂覆等连续接触作业为背景，研究限制性漂浮基座上多连杆机械臂对限制性漂浮目标表面持续接触的动力学建模和鲁棒控制方法，具体包括：基于互补方法建立描述摩擦自锁现象的一般动力学方法，以及带单边接触的多刚体系统的一般动力学方程；基于误差反馈式和信号补偿式鲁棒控制方法，设计空间机械臂末端接触力/位置混合鲁棒控制器；构建地面验证实验系统，基于混合试验方法对空间机器人接触动力学模型和鲁棒控制器进行地面验证实验。

中文关键词： 空间机器人；单边接触；线性互补问题；运动学规划；最小反作用控制

英文摘要： Spacerobot is a significant way for On-Orbit Servicing. Previous researches focused on the dynamics and control for free-motion or topology-changed spacerobot, rarely the situation for the continuous interaction with object spacecraft. The dynamics model,

英文关键词： space robot；unilateral contact；linear complementary problem；kinematics programming；minimum reaction control