航天器艙段自動對接技術(shù)研究與仿真.pdf

1、航天器多由若干艙段組成，艙段對接是航天器裝配生產(chǎn)過程中的主要工作內(nèi)容之一，實(shí)現(xiàn)艙段的自動對接可顯著提高航天器的裝配效率和品質(zhì)均一性。本文系統(tǒng)研究了航天器艙段自動對接中位姿計算、軌跡規(guī)劃和位姿調(diào)整的關(guān)鍵技術(shù)，給出合理的解決方案。
　　結(jié)合航天器艙段為圓柱體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出一種矢量位姿求解法，通過在艙段的圓柱面上布設(shè)特征點(diǎn)，利用阻尼最小二乘法求解艙段局部坐標(biāo)系原點(diǎn)在裝配空間內(nèi)的位置矢量，并結(jié)合空間圓柱面方程求解艙段局部坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的單

2、位方向向量，得到局部坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到全局坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，進(jìn)而求得艙段的六個位姿參數(shù)。對矢量位姿求解法進(jìn)行數(shù)值仿真，將仿真結(jié)果與準(zhǔn)確位姿進(jìn)行對比，驗(yàn)證了該方法的有效性和準(zhǔn)確性。
　　根據(jù)艙段的實(shí)際位姿，采用五次多項式軌跡對艙段進(jìn)行調(diào)姿與對接的軌跡規(guī)劃，并確定艙段合理的調(diào)姿時間，保證艙段平穩(wěn)、安全地完成調(diào)姿與對接，并提出一種兩點(diǎn)調(diào)姿法，通過在對接艙段圓柱面上確定兩個控制點(diǎn)，調(diào)整兩個控制點(diǎn)的位置，通過兩個控制點(diǎn)的協(xié)調(diào)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)艙段按照理想軌