基于四元数方法的绳系机器人姿态控制

摘要：

为进一步提升空间绳系机器人在轨服务能力,研究了空间绳系机器人抓捕目标后的复合体姿态控制问题,首先,基于四元数原理,描述了空间绳系机器人在抓捕目标后组成的复合体姿态,建立了空间绳系机器人系统的动力学方程;其次,针对带约束的动力学控制方程,结合投影技术和Runge-Kutta方法,构造了一种保四元数范数的显式投影方法;最后,通过数值实验,验证了所提出数值方法的有效性,同时分析了采用系绳和推力器同时控制,采用系绳、推力器相互切换控制,以及单独采用推力器进行控制这3种方式对空间绳系机器人抓捕目标后的复合体姿态的控制效果和能量消耗.

关键词：空间绳系机器人、四元数、投影Runge-Kutta方法、姿态控制

所属期刊栏目：38

分类号：V11(航空、航天的发展与空间探索)

资助基金：国家自然科学基金11432010The National Natural Science Foundation of China11432010

在线出版日期：2018-02-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1309-1318