空间机器人协调控制：航天器姿态与末端执行器

"协调控制航天器姿态与空间机器人末端执行器的研究" 本文主要探讨了"Coordinated Control of Spacecraft’s Attitude and End-Effector for Space Robots"这一主题，旨在解决装备有操纵器的空间机器人中航天器姿态和末端执行器位置的协同控制问题。研究提出了一种控制器设计，能够同时调节航天器的姿态、全局质心以及末端执行器的姿势。这种方法基于三角形动力学分解，将末端执行器的任务与航天器的力执行器解耦，从而提高了燃料效率。 在传统空间机器人操作中，航天器和机器人臂的控制往往相互影响，导致燃料消耗增加。通过三角形动力学分解，该控制器能够独立处理这两个任务，降低了系统复杂性，提升了能源利用效率。具体来说，这种方法使得航天器的力控制与末端执行器的运动控制分离，减少了对航天器姿态的干扰，有助于实现更精确的控制目标。 论文中还提到了在硬件上进行的验证，利用一个具有七自由度（DOF）的机械臂安装在一个六自由度基座上的机器人运动模拟器进行了实验。实验结果证明了该策略的有效性，并讨论了控制需求与燃料消耗之间的权衡关系。这表明，在追求控制精度的同时，也需要考虑系统的能耗问题。 关键词涉及太空机器人技术、运动控制、动力学、顺应性和阻抗控制。这些领域对于理解和实现高效、灵活的空间机器人操作至关重要。通过优化这些因素，可以为未来的太空任务提供更加智能和节能的解决方案。 未来轨道机器人系统设想将机械臂安装在航天器上，配备有执行器，以执行复杂的太空任务，如卫星维修、空间站建设或外太空探索。这种协调控制策略对于确保任务的成功执行和降低操作成本具有重要意义。通过不断的实验和理论研究，我们可以期望在航天器与机器人臂的协同控制方面取得更大的进步，推动太空机器人技术的发展。