带空间机械臂航天器姿态运动规划的数值算法研究  

Numerical Algorithm for Attitude Motion Planning of Spacecraft with Space Manipulators

作　　者：戈新生[1] 吕杰[1] 陈立群[2] 

机构地区：[1]北京机械工业学院,北京100085 [2]上海大学,上海200072

出　　处：《应用力学学报》2007年第2期227-232,共6页Chinese Journal of Applied Mechanics

基　　金：国家自然科学基金(10372014)

摘　　要：自由漂浮空间机械臂系统在无外力矩作用时,系统的动量矩守恒而成为非完整系统。利用这一特性本文研究了自由漂浮空间机械臂系统的三维姿态运动规划问题。导出带空间机械臂的航天器三维姿态运动数学模型,将系统的非完整运动规划问题转化为非线性系统最优控制问题,在最优控制中利用小波逼近控制输入规律,提出基于遗传算法的最优控制数值算法。通过数值仿真,表明该方法对带空间机械臂航天器系统的非完整姿态运动规划是有效的。Due to total angular momentum conservation about the system centre of mass, a torque-free spacecraft system with space manipulators becomes the nonholonomic control system. In terms of the characteristic, the three-dimensional attitude control of free floating space manipulators is investigated. The mathematical model of attitude control of rigid spacecraft with space manipulators is established. The control input rule is approximated by wavelet, and the genetic algorithm of optimal control for spacecraft system with space manipulators is proposed. The numerical simulation verifies the effectiveness for the nonholonomic motion planning.

关 键 词：空间机械臂 非完整 运动规划 遗传算法 小波逼近 

分 类 号：TP241[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]