[发明专利]一种空间绳系机器人目标抓捕后复合体姿态协调控制方法

说明书

技术领域

本发明属于航天器控制技术研究领域，涉及一种空间绳系机器人目标抓捕后复合体姿态协调控制方法，具体涉及到一种低燃料消耗的空间绳系机器人姿态控制方法，该控制方法可以应用于空间绳系机器人的抓捕后姿态控制中。

背景技术

绳系机器人由于其灵活、安全、燃料消耗低等特点，在空间在轨服务中有着广泛的作用，其中对失效卫星救助、太空垃圾清理等进行抓捕是其主要应用。抓捕后的复合体姿态控制是绳系机器人的主要研究之一。空间机器人对目标抓捕后，由于碰撞和目标本身的自旋，导致抓捕后复合体的姿态不稳定，不施加控制甚至会发生系绳缠绕，系绳的拉力对平台本身的巨大干扰，因此，需要对抓捕后复合体的姿态进行控制。由于空间机器人自身的控制力矩较小，且燃料有限，使得仅仅使用空间机器人自身推力器中的滑膜控制器是很难实现抓捕后复合体的姿态稳定，因此有必要利用系绳和推力器协调对复合体姿态进行控制。抓捕后的复合体姿态控制直接影响着任务的成败，它成为绳系机器人领域的研究重点。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种空间绳系机器人目标抓捕后复合体姿态协调控制方法，可以减少燃料消耗，并且一定程度弥补推力器推力不足等特点。

技术方案

一种空间绳系机器人目标抓捕后复合体姿态协调控制方法，以滑膜控制器其特征在于步骤如下：

步骤1：针对空间绳系机器人目标抓捕后复合体姿态协调控制，设计两种控制器：

系绳和推力器协调控制器：

系绳控制力矩为Tl=[R([x,y,z]T+R-1d||[x,y,z]T+R-1d||Fl)]×d,]]>对俯仰角和偏航角进行控制；

其中：T_l为系绳控制力矩，R为平台本体坐标系到目标本体坐标系之间的转换矩阵，d为抓捕点在复合体本体坐标系下位置矢量，×为叉乘算子；x、y和z为复合体质心三个位置分量；