【技术实现步骤摘要】
一种采用空间双臂机器人的自旋目标抓捕方法
本专利技术属于航天器控制技术研究领域，具体涉及一种在目标自旋条件下，采用空间双臂机器人同步完成目标消旋与抓捕并最终实现目标稳定的控制方法。
技术介绍
随着空间技术与空间应用的发展，全球卫星发射数量在逐年增加，因故障或燃料耗尽而失效的航天器数量也随之增加。失效航天器大部分情况下失去了姿态控制能力，但其有效载荷仍能正常工作，因此采用空间机器人对其进行燃料加注与在轨维护便十分必要。考虑到失效航天器残留的角动量、柔性部件产生的能量耗散以及重力梯度力矩产生的扰动等因素影响，航天器通常都是自旋状态并且无法准确获得动力学参数信息，因此,采用空间机器人完成自旋目标捕获是空间在轨服务领域中一个非常具有挑战性的课题。已有的消旋与抓捕方法，大部分都采用了单臂机器人,这种方法不但需要目标具有明确的抓捕点，而且不可避免的会在抓捕过程中产生碰撞，增加抓捕风险。已有的双臂机器人抓捕方法均假设目标抓捕位置对称，并且需要末端力传感器以实现阻抗控制,而完全对称的抓捕位置是很难实现的，并且由于力传感器的敏感特性，...
【技术保护点】
1.一种采用空间双臂机器人的自旋目标抓捕方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：结合球形抓捕器，建立双臂空间机器人与目标的系统动力学模型，包括以下子步骤：/n步骤1.1：假设空间机器人平台姿态是稳定的，定义空间机器人右臂第一关节点O为参考坐标系的原点，目标质心位置为O
【技术特征摘要】
1.一种采用空间双臂机器人的自旋目标抓捕方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：结合球形抓捕器，建立双臂空间机器人与目标的系统动力学模型，包括以下子步骤：
步骤1.1：假设空间机器人平台姿态是稳定的，定义空间机器人右臂第一关节点O为参考坐标系的原点，目标质心位置为OT(x,y)；目标质心位置在空间机器人本体坐标系下为(x,y)；机械臂关节数为Ni(i＝1,2)，其中i＝1表示机器人右臂，i＝2表示机器人左臂；两个机械臂末端为抓捕器球心位置，分别定义为O01(x01,y01)和O02(x02,y02)，则两个机械臂末端位置表示为：
其中，分别为左臂与右臂连杆长度，为第i个机械臂关节角矢量，l0为两机械臂第一个关节间距离；O1与O2为抓捕器与目标接触点，在空间机器人坐标系中表示为(x1,y1)与(x2,y2)，计算公式为：
其中，θ为目标姿态角，r为球形抓捕器半径，目标质心与接触点距离定义为Yii＝1,2；
其中，p0i为常数，由初始接触位置决定。为求和矢量，考虑到机械臂与目标的相对位置关系，Yi可以表示为：
Yi＝(x0i-x)sinθ+(y0i-y)cosθi＝1,2(4)
因此，机械臂与目标表面的切向约束Ri可以表示为：
法向约束Qi可以表示为：
其中，l1,l2为目标质心到目标表面的距离；
步骤1.2：结合上一子步骤得到的切向约束力和法向约束力，建立系统动力学模型：
约束条件(5)(6)重新表达为：
R＝λ1R1+λ2R2，Q＝f1Q1+f2Q2(7)
其中λi为切向力用于目标消旋，fi为法向力用于抓捕；
空间双臂机器人与被抓捕目标组成系统的拉格朗日函数L可表示为：
L＝K+Q+R(8)
其中为系统动能函数，z＝(x,y,θ...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄攀峰，韩冬，刘正雄，马志强，孟中杰，张帆，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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