自由漂浮柔性空间机器人轨迹跟踪控制

胡庆雷，翟艳霞，霍 星，2

(1.哈尔滨工业大学控制科学与工程系，150001哈尔滨;2.渤海大学工学院，121013辽宁 锦州)

随着空间技术的发展，空间机器人技术得到广泛的应用.质量轻、成本低、大范围的柔性空间机器人成为了现代空间技术的迫切需求［1-5］.在空间机器人操作时，为了节省燃料，通常关闭航天器本体姿态控制器，使其处于自由漂浮状态［6］.然而，柔性空间机器人在运动和操作时会产生扭曲、弹性、剪切等变形，这将影响空间机器人的稳定性和控制精度.同时，由于空间机器人存在刚性与柔性的耦合，使得描述该系统的运动变得很复杂.因此，研究柔性空间机器人的动力学分析及控制十分必要.

许多学者对柔性机器人控制问题做出了研究.采用奇异摄动方法，文献［7］将柔性机器人的系统分离为刚性与柔性两部分，并进而对其动力学控制问题展开深入研究.考虑到存在参数不确定性，文献［8］提出一种增广自适应控制方法来解决空间机器人的控制问题.针对自由漂浮柔性空间机械臂末端跟踪控制问题，Green在文献［9］中提出了一类自适应模糊控制方法，并采用仿真方法验证了所提方法的有效性.此外，文献［10-15］针对刚性空间机器人的轨迹跟踪控制问题也展开了一些相关的研究.然而，尽管在上述的研究成果中针对于刚性机器人给出了可行的控制方案，但是对于柔性空间机器人的控制，目前研究成果相对较少，尤其是考虑柔性振动、欠驱动及存在……