双臂空间机器人闭链系统的协同柔顺控制策略研究

双臂空间机器人对目标的协同操作具有负载能力大、定位精度高的特点,同时存在着闭链运动和控制力约束条件.本文以双臂六自由度空间机器人为研究对象,针对同一目标的搬运操作任务,建立了闭链系统的动力学模型.基于机器人和目标的虚切断铰接结构,以操作臂为刚性运动,协作臂为柔性运动的操作模式,分别设计了关节跟踪控制律和柔顺阻尼控制律.基于实例进行了运动仿真,验证了双臂协同控制算法的有效性.     

分布实时计算远程操作引用机制研究

传统的面向对象程序设计(OOP)机制由于缺少对面向对象分布实时计算(DRTC)特殊性的计算语义支持,不能很好地支持DRTC应用。解决上述问题的一个有效途径是扩展传统的OOP机制、为DRTC特殊性提供计算语义支持。提出了一个面向对象分布实时计算模型;研究设计了支持该模型的几种实时远程操作引用机制:同步远程操作引用、异步远程操作引用和多复本实时操作引用;并在一个实验分布实时计算系统EDRTCS中进行了实现。     

载人航天器应急飞行方案库构建方法

载人航天器在轨飞行过程中出现故障、不能按照正常飞行方案继续飞行时,需要快速决策采用预先设计的应急飞行方案,以确保航天员的安全,并尽可能完成既定飞行任务。文章提出了一种基于应急飞行模式识别矩阵的应急飞行方案库构建方法,即以系统级故障模式为线索,建立应急飞行模式识别矩阵,从静态和动态两个维度覆盖载人航天器全部系统功能和整个飞行阶段,对识别出的应急飞行模式设计相应的应急飞行方案,形成应急飞行方案库。该方法成功应用于天舟一号货运飞船应急飞行方案设计,其研究思路和成果也可推广应用于其他航天器的应急飞行方案设计。     

变刚度连续型机械臂设计与控制

针对空间机械臂碰撞过程中产生的冲击和破坏问题,提出一种能被动适应碰撞且能保证操作精度的可变刚度丝驱动连续型机械臂。在以超弹镍钛合金丝为支撑脊椎和驱动部件的基础结构上,设计了一种利用温控记忆合金改变关节内摩擦力的变刚度方法。通过运动学分析得到机械臂驱动空间、构型空间和工作空间之间的坐标映射及速度雅克比矩阵,并结合末端位置反馈设计了一个稳定的闭环运动控制器。在检测丝驱动力的基础上提出了一种碰撞识别方法和相应的变刚度控制策略。运动控制和变刚度控制的实验结果表明该连续型机械臂具有良好的运动控制精度和刚度调节能力。     

针对GEO目标的美国天基态势感知技术发展研究

为了掌握针对地球静止轨道(GEO)目标的天基态势感知技术动向,文章系统整理了美国相关卫星的公开数据和资料。根据卫星的功能和使命,GEO目标的天基态势感知技术试验卫星可分为3类:目标观测卫星、目标交会与抵近操作卫星以及目标编目卫星,并分别对3类技术试验卫星的有效载荷、平台和运行轨道等方面进行分析和比较,梳理了针对GEO目标的天基态势感知技术发展演进脉络,对后续态势感知技术的发展趋势进行了预测。文章的研究内容可为我国未来态势感知技术发展提供借鉴。     

某型飞机座舱盖柔性切割技术应用研究

针对某型飞机座舱盖的功能特点设计了一种柔性切割索装置,主要从透明件材质、切割索结构、炸药的选择、切割索的安装、元件切割试验等方面进行了研究。     

运输类飞机应急撤离演示试验适航要求解析

运输类飞机的应急撤离演示试验是通过型号合格审定的重要试验环节,试验涉及人员多,适航审定检查项目和种类繁杂。通过对运输类飞机应急撤离相关适航要求及其咨询通告等文件进行系统地分析,制定出更合理的试验方案;针对飞机应急撤离演示试验的全过程,从前期准备、机上检查、试验中以及试验后四方面开展研究,明确适航审定的基本流程,总结适航审定要素和具体的验证方法,以支持和保障应急撤离试验顺利完成。     

面向空间近距离操作的机械臂与服务卫星协同控制

针对航天器在轨服务任务中涉及的空间近距离操作需求,提出一种机械臂与服务卫星协同控制方法。首先建立了机械臂和服务卫星组合体动力学模型以及服务卫星和目标卫星相对位姿耦合动力学模型。然后采用全局终端滑模控制设计了机械臂轨迹跟踪控制方法,采用PD控制设计了服务卫星相对位姿耦合控制方法,并将机械臂反作用力和力矩作为前馈补偿叠加到服务卫星控制系统中,实现了两者的协同控制。最后通过数值仿真验证了控制方法的有效性。仿真结果表明,该方法能够满足空间近距离操作任务对机械臂和服务卫星的控制精度、稳定性和误差收敛时间的要求,具有工程实用性。     

基于自适应多设计融合航天器近距离操作的执行器故障补偿技术研究

针对带有执行器故障的航天器近距离操作系统,提出了基于多设计融合的自适应故障补偿方法,实现在发生执行器卡死故障情况下,对目标航天器的位置和姿态的跟踪。提出的故障补偿方法无需故障检测,针对每种可能的故障模式设计控制器组成多控制器集合,并有效地将它们融合后构建最终反馈控制器。仿真结果表明了该故障补偿策略的有效性,能够保证追踪航天器系统的稳定性和期望的跟踪性能。     

"快船"计划及其研制方案

目前俄罗斯的载人航天任务主要是为国际空间站服务,承担这项任务的是俄罗斯的联盟号宇宙飞船。在几十年的应用中,联盟号充分显示了它的可靠性。但是,这种飞船也有其局限性:它的载重量太低,只能载2-3人;已经使用了将近40年,在技术上已经显得有些陈旧,其飞行操作特性也越来越难以满足现代载人航天的要求。为此,非常有必要建造新一代的载人航天器,“快船”计划就是在这种情况下应运而生的。