首页 期刊 宇航学报 重力梯度对自由漂浮空间机器人姿态扰动分析 【正文】

重力梯度对自由漂浮空间机器人姿态扰动分析

作者:郭胜鹏 李东旭 范才智 孟云鹤 国防科学技术大学航天科学与工程学院 长沙410073
重力梯度   空间机器人   姿态扰动   俯仰运动  

摘要:分析重力梯度对在轨运行的自由漂浮空间机器人姿态运动影响。由Lagrange方法建立自由漂浮空间机器人受重力梯度扰动的非线性动力学模型。首先,考虑无控关节自由状态,分析重力梯度对关节运动的影响。其次,利用相平面轨迹分析重力梯度对自由漂浮系统姿态运动影响。最后,由速度偏差曲线分析重力梯度对机械臂的影响。结果表明,当作用时间接近轨道周期或更长时,重力梯度引起的关节偏差已十分显著,且这种扰动作用主要由轨道偏心率决定;关节锁定时俯仰姿态受扰运动有周期振动与翻滚两种形式,若初始角速度满足一定限值可以保证俯仰运动不发生翻滚;当机械臂长时间工作时,忽略重力梯度将产生明显的末端定位误差。

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