摘要：分析了空间对接半物理(HIL,Hardware-In-the-Loop)仿真系统设计难点,将空间对接半物理仿真设计问题归纳为四个基本问题,即稳定性问题、动态复现精度问题、滞后补偿器的鲁棒性问题以及适应性问题。为了解决上述问题,作者阐述了空间对接半物理仿真系统设计思想,旨在空间对接频带范围内,消除或减弱仿真/硬件接口对半物理仿真系统的影响。在此基础上,确立了力和力矩传感器及其滤波器设计准则、数字控制采样频率的选取依据和运动模拟器的设计方案等。最后文章探讨了空间对接半物理仿真系统动态特性的验证方法。

摘要：在空间对接机构地面缓冲实验平台上,为了模拟空间失重状态,研制了一种高精度、高响应速度的主动对接环重力平衡装置。介绍了对接环重力平衡装置的机构原理。对对接过程随动装置的随动性对系统的干扰进行了详细分析。进行了重力平衡器相关实验,从实验数据和理论分析可以得出:所设计的重力平衡装置完全满足对摩擦阻力和惯性阻力设计指标的要求,重力平衡达到1.1%的精度。

摘要：空间对接机构是实现航天器空间交会对接的关键系统。捕获锁作为对接机构的关键组成部件,具有实现两航天器间捕捉和释放的功能。其中的锁舌弹簧机构是典型的多体系统动力学机构,具有一定的设计难度。针对该问题,分析了锁舌运动规律,简化由分析力学建立的非线性微分方程组,建立了满足工程精度需求的数学模型;接着采用惩罚函数法和随机顺序配对机制改进标准遗传算法,并编制程序完成参数求解;随后应用ADAMS软件进行动力学仿真。捕获锁试验结果表明,捕获力显著减小,性能获得提高。所研制的捕获锁圆满通过了国内载人航天交会对接飞行试验,证明该产品优化设计工作获得了成功。

摘要：针对空间对接机构五自由度动力学实验台转动装置结构简单、质量轻、摩擦力矩小的技术要求,研究了一种四点支撑式转动技术。进行了四点支撑方案的结构分析和主梁设计,提出了主梁径向位置的保证措施及具有低摩擦力矩的轴向承载结构。研制了二吨台四点支撑方案模拟实验装置,实验结果表明:最大静摩擦力矩仅为2.1N·m,满足了设计要求。

摘要：空间对接机构是实现载人航天器空间交会对接的关键系统。捕获锁作为对接机构的组成部件,具有实现两航天器间捕捉和释放的功能。为避免传统的优化方法容易陷入局部最优的缺陷,优化求解捕获锁锁舌弹簧机构设计过程中的多目标、多自变量、多约束的问题,文章采用惩罚函数法和随机顺序配对机制改进标准遗传算法,使得改进后的遗传算法能进行全局寻优,且收敛性好。应用改进后的遗传算法,最终解决了捕获锁锁舌弹簧机构的优化设计问题。

摘要：介绍了数控式对接机构对接的基本操作过程，建立了对接预捕获阶段仿真的数学模型，并给出了仿真实例。仿真结果表明，设计的控制系统控制效果良好。

摘要：为了准确地捕捉机器人空间对接的传感器信息,从对接机构的设计入手,研究了空间对接中传感器的选择、改制和基于传感器信息的空间对接问题.考虑到安装空间的限制和处理的信息量太多,提出了利用二维位置敏感探测器(PSD)配合红外发光器阵列的方法完成机器人的空间对接.通过对位置敏感探测器工作原理的分析和对传感器特性的试验,提出了在PSD光敏面上增加光学装置的方法以扩大它的探测范围和精度,同时大大减小了它对光信号的依赖程度.把该方法应用于可重构模块化探测机器人系统中,提出了基于传感器信息的轨迹规划方法,对子机器人空间对接过程的仿真试验验证了轨迹规划和空间对接的可行性.

摘要：为了精确定量研究空间对接动力学半物理(HIL,Hardware-In-the-Loop)仿真系统的仿真结果真实性问题,利用无阻尼弹性碰撞动力学模型构造了空间对接动力学半物理仿真的验证模型,提出了描述半物理仿真系统仿真真实性的评价参数,并推导了计算公式。设计了用于半物理仿真试验研究的验证机构,较详细阐述了试验验证方法。建立了空间对接动力学半物理仿真的试验验证系统。在试验系统的水平和铅锤两个平动自由度上,进行了半物理仿真验证试验研究。验证试验结果及试验系统调试过程表明:所阐述的空间对接动力学半物理仿真系统的验证思想和方法是可行的和实用的。

摘要：针对空间对接半物理仿真系统电液伺服作动器设计问题进行研究,建立了接触碰撞半物理仿真试验系统。从分析空间对接半物理仿真系统建构问题和对接机构的特性入手,提出了运动模拟器电液伺服作动器的设计要求。通过对电液伺服作动器动力机构数学模型展开分析,提出减小电液伺服作动器动态特性相对负载刚度变化的灵敏度的设计方法,并进行了实验验证。

摘要：对空间对接过程进行了运动学和动力学分析和建模 ,利用WorldToolkit (WTK)软件包在SGI工作站上开发了完整的空间对接过程动画仿真系统 ,系统可以对空间对接过程进行实时演示和预先演示。