空间绳系机器人技术

空间绳系机器人技术 
作者：黄攀峰，孟中杰 著 
出版时间：2014年版 
内容简介 
　　空间绳系机器人是一种能够实施复杂空间操控任务的新型柔性空间机器人系统，是当前及未来空间飞行器技术发展的热点方向之一。《空间绳系机器人技术》重点介绍了空间绳系机器人的概念、系统组成、任务描述、空间绳系机器人系统动力学建模、感知测量技术、逼近目标的轨迹规划技术、逼近控制技术及捕获目标后处理技术等，是本研究团队近年来研究过程中的理论成果的提炼和升华，是对解决的主要关键技术所形成的重要理论成果的汇集，融合了研究过程中产生的技术报告、研究生学位论文等。《空间绳系机器人技术》适合从事空间飞行器设计、空间机器人技术等相关专业的工程技术人员参考，也可作为高等院校航天应用类相关专业研究生和高年级学生辅助教材。 
目录 
第1章 绪论 
1.1 空间绳系机器人的定义 
1.2 空间绳系机器人的产生与发展 
1.2.1 空间机器人 
1.2.2 空间绳系技术 
1.2.3 空间绳系机器人 
1.3 空间绳系机器人的应用与研究方向 
1.4 本书内容介绍 
第2章 空间绳系机器人系统 
2.1 空间绳系机器人组成结构 
2.2 空间绳系机器人任务流程 
2.2.1 平台变轨 
2.2.2 目标捕获 
2.2.3 拖曳变轨 
2.3 空间绳系机器人分系统介绍 
2.3.1 分离释放分系统 
2.3.2 目标操作分系统 
2.3.3 状态测量分系统 
2.3.4 飞行控制分系统 
2.3.5 综合管理分系统 
2.4 电源与供配电方案 
2.5 热控方案 
2.6 小结 
第3章 空间绳系机器人动力学／运动学 
3.1 空间绳系机器人系统的动力学／运动学建模 
3.1.1 基于珠子模型的建模与求解 
3.1.2 基于Ritz法的建模与求解 
3.1.3 基于混合单元法的建模与求解 
3.1.4 基于牛顿-欧拉矢量方法的建模与求解 
3.1.5 基于Hamilton原理的建模与求解 
3.2 空间绳系机器人系统的动力学特性分析 
3.2.1 平衡状态分析 
3.2.2 纵向振动分析 
3.2.3 碰撞特性分析 
3.2.4 径向释放特性分析 
3.2.5 切向释放特性分析 
3.2.6 回收运动特性分析 
3.3 小结 
第4章 空间绳系机器人的感知测量技术 
4.1 内部感知测量技术 
4.1.1 位置传感器 
4.1.2 角度传感器 
4.1.3 速度传感器 
4.1.4 加速度传感器 
4.1.5 陀螺仪 
4.1.6 GPS 
4.2 外部非视觉感知测量技术 
4.2.1 触觉传感器 
4.2.2 力或力矩传感器 
4.2.3 接近觉传感器 
4.2.4 滑觉传感器 
4.2.5 测距传感器 
4.2.6 其他外部传感器 
4.3 基于视觉的感知测量技术 
4.3.1 图像预处理及基元提取 
4.3.2 远场方位角量测方案 
4.3.3 近场相对位姿量测方案 
4.3.4 空间绳系机器人目标跟踪与测量实验 
4.4 小结 
第5章 空间绳系机器人的轨迹规划技术 
5.1 航天器轨迹规划问题概述 
5.1.1 航天器轨迹规划问题分类 
5.1.2 航天器轨迹规划主要方法 
5.2 空间绳系机器人逼近目标轨迹规划简介 
5.3 基于速度增量的机器人逼近轨迹规划 
5.3.1 基于速度增量的逼近轨迹规划方法 
5.3.2 基于速度增量的V-bar方向逼近规划仿真 
5.3.3 基于速度增量的R-bar方向逼近规划仿真 
5.3.4 基于速度增量的任意方向逼近规划仿真 
5.4 基于常推力的机器人逼近轨迹规划 
5.4.1 基于常推力的逼近轨迹规划方法 
5.4.2 基于常推力的V-bar方向逼近规划仿真 
5.4.3 基于常推力的R-bar方向逼近规划仿真 
5.5 基于变推力的机器人逼近轨迹规划 
5.5.1 基于变推力的逼近轨迹规划方法 
5.5.2 基于变推力的V-bar方向逼近规划仿真 
5.5.3 基于变推力的R-bar方向逼近规划仿真 
5.5.4 基于变推力的任意方向逼近规划仿真 
5.6 空间绳系机器人规划控制力的优化分配 
5.6.1 空间绳系机器人规划控制力优化分配方法 
5.6.2 规划控制力优化分配仿真分析 
5.7 小结 
第6章 空间绳系机器人逼近控制技术 
6.1 基于推力器的空间绳系机器人逼近控制方法 
6.1.1 空间绳系机器人逼近动力学模型 
6.1.2 空间绳系机器人逼近控制器设计 
6.2 考虑平台运动的空间绳系机器人逼近位置协调控制 
6.2.1 空间绳系机器人目标逼近动力学模型 
6.2.2 空间绳系机器人逼近控制器的设计 
6.3 基于可移动系绳点的空间绳系机器人逼近姿态协调控制 
6.3.1 基于可移动系绳点的空间绳系机器人姿态动力学模型 
6.3.2 空间绳系机器人逼近姿态控制任务分析 
6.3.3 空间绳系机器人逼近姿态控制器设计 
6.4 考虑系绳姿态干扰的空间绳系机器人逼近协调控制 
6.4.1 空间绳系机器人逼近轨道／姿态动力学模型 
6.4.2 空间绳系机器人逼近协调控制总体流程 
6.4.3 空间绳系机器人逼近位置协调控制器设计 
6.5 小结 
第7章 空间绳系机器人的捕获后处理技术 
7.1 空间绳系机器人／目标复合体姿态协调控制 
7.1.1 空间绳系机器人／目标复合体姿态动力学模型 
7.1.2 空间绳系机器人／目标复合体姿态协调控制方法 
7.2 空间绳系机器人的回收技术 
7.2.1 空间绳系机器人回收动力学建模 
7.2.2 基于闭环反馈的空间绳系机器人回收控制 
7.3 空间绳系机器人的拖曳变轨技术 
7.3.1 空间绳系机器人拖曳变轨动力学建模 
7.3.2 基于伪谱法的空间绳系机器人最优拖曳技术 
7.3.3 基于滚动时域优化的空间绳系机器人拖曳控制技术 
7.3.4 空间绳系机器人分离变轨技术 
7.4 小结 
参考文献