在轨细胞机器人动力学分析及操作构型性能评价方法

日益复杂的在轨任务需求对航天器任务能力提出了更高的要求,细胞机器人具有“同样载荷,多种功能”的特点,能够通过变换自身构型完成在轨组装、抓捕等工作,已逐渐成为未来在轨航天器的研究新热点。面向在轨细胞机器人操作构型性能评价的需求,以细胞机器人在轨组装为背景,基于不同重构工况下的细胞机器人系统动力学参数,建立了组合体构型评价参数的映射关系,构建了关于细胞机器人驱动参数、组合体系统振动参数、组合体轨道参数、拓扑构型重构过程稳定性等设计变量的约束函数,提出了细胞机器人在轨重构构型评价方法。最后,进行了不同构型变化下的动力学仿真,并应用构型评价方法对其进行分析。结果表明,单自由细胞工况二为执行在轨组装任务的最优构型。文章所提评价方法综合考虑了细胞机器人在轨系统动力学参数,可为后续在轨细胞机器人的典型工况构型评价方法提供参考。