空间三维运动机械臂地面零重力模拟实验垂直张力控制系统

123456aa · 发表于 2022-5-13 15:23:08

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雅宝题库解析：
空间飞行器要在太空中完成诸多任务都需要机械臂的协助，如何在空间微重力环境下完成对机械臂的精确控制是空间技术中的一个主要的题目。为了能够在地面精确的模拟机械臂在空间中的运动状态和控制过程，人们在地面建立了很多重力补偿系统来模拟空间零重力环境。其中悬挂重力补偿装置是重力补偿装置中比较实用的一种。悬挂重力补偿中分为主动重力补偿系统和被动重力补偿系统两种。被动重力补偿系统主要是依靠配重来抵偿机械臂自身的重力，其缺点是无法补偿摩擦力，并且系统精度较低；主动重力补偿系统则主要是依靠安装在滑轮上的电机提供额外力矩来实现对机械臂重力的补偿，它虽然理论精度比较高，可是相比于被动重力补偿系统，它的结构和控制都比较复杂。本文主要介绍了一种主被动结合的悬挂重力补偿系统，结合了两种不同的重力补偿系统的优点。本文主要研究的对象是地面零重力模拟实验中对机械臂的垂直张力的控制，为了尽量的模拟太空中微重力环境，在此实验中要求机械臂静止情况下的垂直受力要基本为零，实验要求值为小于等于其自身重力的5%。本文介绍了国内外在此领域中的研究成果，然后详细的介绍了主被动结合重力补偿系统的总体设计方案，然后根据悬挂系统的机械结构建立动力学模型，再利用Matlab中的Simulink工具箱对控制系统进行了模拟，从而验证系统卸载重力达到95%的技术要求。

空间三维运动机械臂地面零重力模拟实验垂直张力控制系统

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