空間繩系組合體地面拖曳模擬技術(shù)研究.pdf

1、柔性繩網(wǎng)捕獲方法相比剛性捕獲方法具有較高的容錯性、安全性以及作業(yè)距離長等特點(diǎn)，更加適合非合作目標(biāo)的捕獲操作。空間繩網(wǎng)系統(tǒng)是以大尺寸柔性繩網(wǎng)為工具，通過任務(wù)平臺跟瞄、接近、繩網(wǎng)發(fā)射、收口等過程來實(shí)現(xiàn)對在軌目標(biāo)物進(jìn)行捕獲的柔性系統(tǒng)。繩網(wǎng)收口鎖緊目標(biāo)物后，任務(wù)平臺和目標(biāo)物是通過系繩連接的，但兩者仍是兩個分散的剛體系統(tǒng)，需要有一個整定過程，即通過系繩的收放和張力控制等操作過程使這兩個分散的剛體系統(tǒng)整定成一個穩(wěn)定的繩系組合體，確保隨后捕獲拖曳等作

2、業(yè)任務(wù)的順利完成。
　　結(jié)合國家863項(xiàng)目計(jì)劃及與航天研究院的合作項(xiàng)目，針對空間繩系組合體整定過程中的拖曳控制地面模擬試驗(yàn)任務(wù)，研究相應(yīng)的地面模擬技術(shù)，綜述了柔性捕獲系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀和繩系系統(tǒng)的動力學(xué)問題及相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)進(jìn)展，通過研制地面用系繩收放裝置（一種面內(nèi)張力控制機(jī)構(gòu)），探討面內(nèi)拖曳的系繩張力最優(yōu)控制策略，進(jìn)行拖曳過程中典型拖曳運(yùn)動試驗(yàn)，驗(yàn)證拖曳策略和張力控制機(jī)構(gòu)的有效性及其精度。具體內(nèi)容有:
　　(1)研制適用于地面模擬

3、任務(wù)的一種系繩收放長度和張力可測可控的系繩收放張力控制機(jī)構(gòu)樣機(jī)。并對樣機(jī)進(jìn)行系繩姿態(tài)入角、張力及收放速度等性能測試實(shí)驗(yàn)。
　　(2)針對地面質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動繩系組合體，建立了面內(nèi)雙質(zhì)點(diǎn)拖曳運(yùn)動模型，結(jié)合最優(yōu)控制理論，提出一種綜合考慮整定過程花費(fèi)時間和張力控制能耗的最優(yōu)控制策略。
　　(3)利用由氣浮平臺和模擬器等組成的地面模擬系統(tǒng)，進(jìn)行地面氣浮平臺模擬拖曳過程典型的恒張力跟蹤試驗(yàn)和動態(tài)張力跟蹤試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明張力控制機(jī)構(gòu)樣機(jī)具有較