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空间机械臂的姿态控制稳定性
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2018-01-29
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随着航天技术的不断发展以及人类对太空探索的不断深入，空间机械臂将扮演着越来越重要的角色。由于太空环境的恶劣会给宇航员的空间作业活动带来很大的威胁，因此使用空间机械臂去协助甚至代替宇航员完成一些危险性的工作，既可以在很大程度上保障宇航员的安全，也可以提高工作的效率，而且还可以提高经济效益。空间机械臂是一种多体系统，因而可以采用多体系统的建模方法。对于处在自由漂浮状态下的空间机械臂来说，臂杆的运动会影响本体的姿态和位置。因此，在实际研究中必须考虑空间机械臂臂杆和本体之间强烈的动力学耦合作用。
本文针对空间机械臂的稳定性问题，在不考虑载体在空间内的旋转和系统的不确定性因素以及外界干扰性的前提下，设计了一种基于能量和姿态的控制器，充分考虑了系统非线性和强耦合的作用，有效地避免了运动过程中的奇异值问题，并且在目标位置处进行了稳定性分析。
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