空间机器人捕获航天器后基于无源性理论的鲁棒镇定控制

来源：计算力学学报杂志2019年第6期北京时间：

作者：艾海平,陈力

单位：福州大学 机械工程及自动化学院, 福州 350116,福州大学 机械工程及自动化学院, 福州 350116

摘要：研究了漂浮基空间机器人捕获非合作航天器过程对系统产生的冲击效应及其后联合体系统镇定运动的控制问题。为此，利用拉格朗日方法及牛顿-欧拉法分别获得了捕获前空间机器人及目标航天器的动力学模型；结合动量守恒定律、系统运动几何关系及力的传递规律，分析了捕获过程相互碰撞所产生的冲击效应，建立了捕获完成后两者联合体的系统动力学模型。在此基础上，针对同时存在不确定参数及外部扰动的联合体系统，设计了基于无源性理论的镇定运动神经网络H∞鲁棒控制算法。本文提出的基于无源性理论设计的鲁棒控制算法具有良好的动态特性及较强的鲁棒性，可快速完成系统的镇定控制，实现轨迹的精确跟踪。系统数值模拟仿真验证了本文控制方案的正确性。

关键词：漂浮基空间机器人,捕获航天器,无源性理论,镇定运动,径向基神经网络,H∞鲁棒控制,

基金资助：国家自然科学基金（11372073；11072061）；福建省工业机器人基础部件技术重大研发平台（2014H21010011）资助项目.