摘要：为了更真实地模拟卫星在空间可能存在的问题,对三自由度气浮台卫星姿态控制系统进行仿真设计。采用气浮台进行卫星动力学与运动学模拟,通过气浮台惯量测定及系统搭建,建立控制力矩陀螺群五棱锥构型方案,综合考虑陀螺群构型,设计制力矩陀螺群控制律,实现气浮台平台稳态及姿态快速机动控制。仿真结果验证了该方案的正确性、合理性及有效性,可降低卫星姿态控制异常的风险,为卫星控制系统工程研制提供参考。

摘要：对空间机械臂的路径规划算法进行了研究。针对一种星体和冗余机械臂(7自由度)的星臂联合系统,采用星臂联合路径规划方法。建立了机械臂末端位置和姿态的运动学方程。用基于多项式的伪逆路径规划算法对路径进行规划。仿真发现用三次多项式规划算法所得系统运行平滑且稳定末端能跟踪上目标,运行初始和结束时刻角速度达到设计要求,但系统运行结束时角加速度未收敛至零,存在软冲击缺陷。增加两个角加速度约束条件,用五次多项式改进了规划算法,仿真发现该系统解决了软冲击问题,且运行更稳定。为避免伪逆算法因奇异而失效的固有问题,设计了一种基于五次多项式的伪逆路径和规避奇异路径的联合规划方法。采用倒数法规避奇异问题,当奇异出现时,采用规避奇异路径规划算法,计算阻尼最小方差广义逆矩阵;当奇异不出现时,采用基于五次多项式的路径规划算法,计算雅可比矩阵的广义逆。最后可规划出机械臂各关节的角速度。仿真表明:用该联合规划方法所得系统在保证运行的精度和稳定度的同时,可避免奇异问题,提供了系统的稳定性和安全性。研究对空间机械臂设计有一定的参考价值。