地面和空间机械臂的动力学等效条件与控制相似律
宗立军
罗建军
王明明
袁建平
1.西北工业大学航天学院航天飞行动力学技术重点实验室,陕西西安,7100722.西北工业大学航天学院航天飞行动力学技术重点实验室,陕西西安,7100723.西北工业大学航天学院航天飞行动力学技术重点实验室,陕西西安,7100724.西北工业大学航天学院航天飞行动力学技术重点实验室,陕西西安,710072
摘要：针对如何在地面机械臂上有效验证空间机械臂控制律的问题,本文研究空间机械臂和地面机械臂系统间的动力学等效条件和控制相似律.首先,基于量纲分析研究地面机械臂和空间机械臂之间的动力学等效条件,并基于等效条件设计地面机械臂系统.其次,基于量纲分析建立空间和地面机械臂系统间的控制相似律,设计的空间机械臂控制律通过控制相似律将可以转化为地面机械臂相应的控制律.最后,考虑地面机械臂基座往往无法和空间机械臂的基座航天器一样进行全6自由度运动,以及地面机械臂运动时受到重力影响,使得地面机械臂不再满足动力学等效条件,基于反馈线性化技术设计一种地面机械臂的动力学误差补偿策略,使得地面机械臂和空间机械臂具有相似的闭环动力学行为.这样,空间机械臂的控制律可以在设计的地面机械臂上进行验证,仿真中以在地面机械臂上验证空间机械臂的PID控制器为例说明所提方法的有效性.
关键词：空间机械臂地面机械臂量纲分析动力学等效条件控制相似律
分类号：V448.2(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)
资助基金：国家自然科学基金(61690210)国家自然科学基金(61690211)
论文发表日期：2018-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 1521-1529 )
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