空间机器人接触碰撞动力学与后碰撞控制机理研究

本课题针对空间机器人捕获目标时不可避免地发生与目标接触和碰撞这一现象，研究自由漂浮状态下的空间机器人与目标接触碰撞动力学的建模理论，探讨不确定动力学参数辨识问题，验证模型的可靠性。在此基础上，分析在不同接触角度及不同接触速度下产生碰撞时对空间机器人本身及目标所产生的影响，主要包括: 目标轨道漂移和姿态扰动，空间机器人机械臂关节的影响等。通过对空间环境的碰撞动力学的分析，提出了后碰撞运动控制算法的设计和实现方法，旨在快速有效地实现复合体的姿态稳定和消除碰撞的干扰。本申请将以国家863计划航天航空领域正在开展的某型空间机器实验系统项目为背景，利用已有的空间机器人模型和地面实验系统对空间环境下的碰撞动力学和后碰撞控制机理进行深入研究和攻关。 本申请研究的理论和方法可以广泛应用于空间环境下进行交汇对接、捕获和在轨维护等任务时所发生的接触和碰撞现象。这对提高空间机器人技术的研究起到推动作用。