空間繩系機(jī)器人是由傳統(tǒng)空間機(jī)械臂與空間繩系系統(tǒng)結(jié)合形成的一種新型柔性空間機(jī)器人系統(tǒng),具有機(jī)動靈活、操作半徑大、安全性高等優(yōu)勢,是當(dāng)前在軌操控技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)方向之一。由于空間系繩分布質(zhì)量、彈性、柔性等特點(diǎn)及兩端綁體的多剛體構(gòu)型,空間繩系機(jī)器人的飛行控制問題十分復(fù)雜!犊臻g繩系機(jī)器人飛行控制技術(shù)》按照空間繩系機(jī)器人的典型操作任務(wù)流程,重點(diǎn)介紹了對非合作目標(biāo)的逼近、抓捕、輔助穩(wěn)定、拖曳變軌四個階段的控制方法,融合了本研究團(tuán)隊(duì)研究過程中的技術(shù)報告、學(xué)位論文等,是本研究團(tuán)隊(duì)近年來空間繩系機(jī)器人控制方面理論成果的提煉和升華。
《空間繩系機(jī)器人飛行控制技術(shù)》適合從事空間機(jī)器人技術(shù)、空間繩系系統(tǒng)、飛行控制等相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考,也可以作為高等院校航天應(yīng)用類、航天器控制類相關(guān)專業(yè)研究生和高年級本科生的輔助教材。
第1章 緒論
1.1 空間繩系機(jī)器人的概念
1.2 空間繩系機(jī)器人的研究計劃與進(jìn)展
1.2.1 空間繩系系統(tǒng)類型
1.2.2 空間繩系系統(tǒng)研究計劃
1.3 空間繩系機(jī)器人飛行控制研究進(jìn)展
1.3.1 空間繩系機(jī)器人動力學(xué)建模
1.3.2 空間繩系機(jī)器人目標(biāo)星逼近控制
1.3.3 空間繩系機(jī)器人目標(biāo)星抓捕控制
1.3.4 空間繩系機(jī)器人目標(biāo)星輔助穩(wěn)定控制
1.3.5 空間繩系機(jī)器人拖曳變軌控制
1.4 本書內(nèi)容介紹
第2章 空間繩系機(jī)器人的目標(biāo)逼近控制
2.1 空間繩系機(jī)器人的動力學(xué)模型
2.1.1 空間系繩動力學(xué)模型
2.1.2 空間繩系機(jī)器人動力學(xué)建模
2.1.3 空間繩系機(jī)器人動力學(xué)模型離散化
2.1.4 空間繩系機(jī)器人動力學(xué)模型驗(yàn)證
2.2 空間繩系機(jī)器人的中遠(yuǎn)距離逼近控制
2.2.1 空間繩系機(jī)器人逼近動力學(xué)任務(wù)分析
2.2.2 中遠(yuǎn)距離逼近的鄰域最優(yōu)控制器設(shè)計
2.2.3 仿真分析
2.3 空間繩系機(jī)器人的超近距離逼近控制
2.3.1 帆板支架邊緣線觀測模型
2.3.2 目標(biāo)星超近距離逼近模型
2.3.3 基于直線跟蹤的混合視覺伺服控制
2.3.4 實(shí)驗(yàn)分析
2.4 小結(jié)
第3章 空間繩系機(jī)器人的目標(biāo)抓捕穩(wěn)定控制
3.1 空間繩系機(jī)器人目標(biāo)抓捕動力學(xué)分析
3.1.1 空間目標(biāo)星動力學(xué)模型
3.1.2 空間繩系機(jī)器人/目標(biāo)碰撞模型
3.1.3 空間繩系機(jī)器人/目標(biāo)碰撞分析
3.2 空間繩系機(jī)器人目標(biāo)抓捕穩(wěn)定控制
3.2.1 空間繩系機(jī)器人目標(biāo)抓捕模型
3.2.2 基于阻抗控制的抓捕魯棒自適應(yīng)控制
3.2.3 仿真分析
3.3 小結(jié)
第4章 利用推力器的空間目標(biāo)星輔助穩(wěn)定控制
4.1 空間繩系機(jī)器人/目標(biāo)星組合體快速穩(wěn)定控制
4.1.1 空間繩系機(jī)器人/目標(biāo)星組合體動力學(xué)模型
4.1.2 基于快速終端滑模的組合體姿態(tài)控制器設(shè)計
4.1.3 基于零空間修正偽逆法的控制力矩分配
4.1.4 仿真分析
4.2 推力方向未知/變化的組合體穩(wěn)定控制
4.2.1 推力方向未知的組合體姿態(tài)自適應(yīng)控制
4.2.2 推力方向變化的控制力魯棒分配
4.2.3 仿真分析
4.3 組合體姿態(tài)/系繩狀態(tài)自適應(yīng)穩(wěn)定控制
4.3.1 系繩/機(jī)器人/目標(biāo)星組合體動力學(xué)模型
4.3.2 基于動態(tài)逆的自適應(yīng)抗飽和控制
4.3.3 仿真分析
4.4 小結(jié)
第5章 系繩/推力器協(xié)調(diào)的空間目標(biāo)星輔助穩(wěn)定控制
5.1 系繩張力/推力器協(xié)調(diào)穩(wěn)定控制
5.1.1 系繩張力/推力器協(xié)調(diào)穩(wěn)定控制任務(wù)分析
5.1.2 魯棒自適應(yīng)反步控制器設(shè)計
5.1.3 仿真分析
5.2 系繩機(jī)械臂機(jī)構(gòu)/推力器協(xié)調(diào)穩(wěn)定控制
5.2.1 系繩/機(jī)械臂/目標(biāo)星組合體動力學(xué)建模
5.2.2 機(jī)械臂/推力器協(xié)調(diào)控制器
5.2.3 仿真分析
5.3 小結(jié)
第6章 僅利用系繩的空間目標(biāo)星輔助穩(wěn)定控制
6.1 利用系繩的機(jī)器人/目標(biāo)星組合體擺動抑制
6.1.1 空間繩系機(jī)器人/目標(biāo)星組合體動力學(xué)模型
6.1.2 組合體擺動抑制控制指令設(shè)計
6.1.3 組合體擺動抑制控制器設(shè)計
6.1.4 仿真分析
6.2 利用系繩的機(jī)器人/目標(biāo)星組合體姿態(tài)穩(wěn)定控制
6.2.1 利用系繩的機(jī)器人/目標(biāo)星姿態(tài)動力學(xué)模型
6.2.2 姿態(tài)平衡狀態(tài)與運(yùn)動約束分析
6.2.3 姿態(tài)欠驅(qū)動抗飽和控制律設(shè)計
6.2.4 系繩張力控制律設(shè)計
6.2.5 仿真分析
6.3 小結(jié)
第7章 利用系繩的空間目標(biāo)星拖曳控制
7.1 利用系繩的空間目標(biāo)星拖曳軌道設(shè)計
7.1.1 組合體時間/能量拖曳軌道優(yōu)化
7.1.2 組合體雙脈沖旋轉(zhuǎn)拖曳變軌方法
7.2 拖曳變軌中目標(biāo)星防纏繞技術(shù)
7.2.1 考慮纏繞的空間目標(biāo)星拖曳變軌模型
7.2.2 拖曳過程系繩纏繞抑制方法
7.2.3 仿真分析
7.3 推力/系繩不共線下的組合體姿態(tài)穩(wěn)定
7.3.1 組合體拖曳變軌姿軌控制指令設(shè)計
7.3.2 欠驅(qū)動分層滑模姿軌耦合控制器
7.3.3 仿真分析
7.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)