對來訪航天器的捕獲是空間站機械臂重要在軌任務之一,為了保證機械臂在發(fā)射之后能夠正常地完成該任務以及對機械臂的捕獲能力進行檢驗,需要上天之前在地面進行多次抓捕試驗。基于氣懸浮技術的衛(wèi)星模擬器能夠在地面實驗環(huán)境下對空間航天器的運動狀態(tài)進行較為真實地模擬,因此在各航天大國中得到了廣泛的應用。本文為配合空間機械臂的地面抓捕試驗,設計研制了一種基于氣浮的三自由度移動目標模擬系統(tǒng),使用噴氣方式控制移動目標模擬器的運動,鑒于模擬器在運動中干擾復雜的情況,設計了基于傳統(tǒng)PID控制的模糊自適應PID控制策略,并在地面環(huán)境下利用實物抓捕試驗來檢驗移動目標模擬系統(tǒng)的工作性能和控制策略的有效性。具體研究內容如下:首先對移動目標模擬系統(tǒng)的硬件進行了設計。詳細介紹了硬件的三大組成部分,并對各部分的構成和功能進行了描述。其中,移動目標模擬器是用于模擬航天器運動的關鍵部分,采用單塊花崗巖氣浮板作為支撐機構,利用外接氣源供氣,提供地面的微重力模擬;伺服電機和噴氣推力裝置作為執(zhí)行機構,用于控制適配器的旋轉和驅動模擬器運動。綜控平臺作為控制中心,是連接外部測量系統(tǒng)和模擬器的關鍵部分,通過接受外部測量系統(tǒng)的位姿數據生成控制指令...

【文章頁數】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-2拋物線飛機飛行軌跡示意圖

圖1-2拋物線飛機飛行軌跡示意圖[2]行法能制造20～30s左右的失重環(huán)境，微重力環(huán)境的飛行方式分為四個階段：平飛加速、機身躍升拉起、線飛行、俯沖拉起轉平飛。NASA約翰遜航天中心通，研制出了代號為KC-135A的拋物線飛機。這款飛行，每次飛行能夠提供20s<su....

圖1-3KC-135A機艙中漂浮的航天員[1]

41-3KC-135A機艙中漂浮的航天員是能夠對太空中微重力環(huán)境進備可重復利用能力，同時支持中航天器的尺寸和重量均會受要高度重視。因為每次微重力核的設備。浮在水中，利用所產生的浮力試驗系統(tǒng)，其中代表性的是美工業(yè)大學研制的航天員空間模研制了基于水浮法的微重力模

圖1-4美國馬里蘭大學的Ranger水浮試驗系統(tǒng)

大國都建造有自己的水浮試驗系統(tǒng)，其中代表性的是美國的Ranger試驗系統(tǒng)[5]（如圖1-4所示），哈爾濱工業(yè)大學研制的航天員空間模擬系統(tǒng)也使用了該方法，中科院智能機械研究所也研制了基于水浮法的微重力模擬系統(tǒng)[6]。

圖1-5典型懸吊系統(tǒng)的組成

圖1-5典型懸吊系統(tǒng)的組成[1]統(tǒng)有多種形式，不僅能夠進行一維的直線運動，而且還能至可以支持三維空間的運動。懸吊系統(tǒng)的運動又可分為動。通過對不同形式的懸吊系統(tǒng)的靈活應用，可以對各種重力試驗環(huán)境。主動補償式懸吊系統(tǒng)相比被動式具有更好1.9%；被動式懸吊系統(tǒng)也能達到8.9%，....

本文編號：4051999