›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (4): 17-.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0042

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空间非合作目标惯性参数在轨辨识

孔祥龙, 李文龙, 李文峰, 赵毅   

  1. 上海卫星工程研究所,上海201109
  • 收稿日期:2016-01-07 修回日期:2016-03-01 出版日期:2016-08-25 发布日期:2016-05-11
  • 作者简介:孔祥龙(1986-),男,硕士研究生,kxllongxiao@163.com 李文龙(1988-),男,博士研究生,liwenlongzacao@126.com,主要研究方向为卫星总体设计,在轨服务与维护技术
  • 基金资助:

    国家“863计划”(2015AA6301)

Inertiaparameteridentificationofonorbituncooperativeobject

KONG  Xiang-Long, LI  Wen-Long, LI  Wen-Feng, ZHAO  Yi   

  1. ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering,Shanghai201109,China
  • Received:2016-01-07 Revised:2016-03-01 Online:2016-08-25 Published:2016-05-11

摘要: 在空间冗余机械臂抓捕非合作目标的惯性参数辨识问题中,已有方法大都基于系统动量已知的假设,且辨识过程未考虑基座姿态稳定。针对目标动量未知的问题,设计了具有增量形式的惯性参数分步辨识算法。首先基于线动量方程得到关于质量和质心位置的第一组估计方程,采用增量形式消除未知线动量更新估计方程。辨识结果收敛后根据估计参数计算线动量估计值,代入以转动惯量为未知参数的第二组估计方程中,利用其增量表达式完成对转动惯量的估计。辨识过程中的激励由自适应零反作用控制输入提供,算法在保证基座姿态不受干扰的同时还能对惯性参数精确辨识。仿真结果表明,在30s以内算法已收敛,误差收敛到零的同时,基座姿态角速率控制精度在10-3以下,说明算法收敛快,精度高,同时还能实现基座姿态稳定。

关键词: 非合作目标, 姿态稳定, 冗余自由度, 惯性参数辨识, 反作用零空间, 自适应控制

Abstract: Mostalgorithmsofinertiaparametersidentificationassumedthesystemmomentumknownandfewattentionwaspaidtotheattitudestabilizationofbase.Anincrementalformoftheidentificationequationwasgivenbasedontheconservationprincipleofmomentumandafractionalstepmethodwasproposed.Firstly,estimationequationsaboutthemassandpositionofmasscenterwereobtainedandtheunknownconstantlinearmomentumwaseliminatedinincrementalformulation.Theestimateoflinearmomentumwascalculatedwiththeestimatedparametersandthensubstitutedintoestimationequationsabouttheinertiatensors.Theincrementalequationswereobtainedagaintoeliminatetheunknownconstantangularmomentum.Anadaptivereactionlesscontrollerwasusedtopersistentlyexcitetherobotarm,whichguaranteedtheconvergenceofthealgorithmaswellasthestabilizationofbaseattitude.Simulationsresultsshowthatinertialparametersareaccuratelyidentifiedandtheangularvelocitiesofthebasearelessthan10-3,whichcanbeviewedasnearlyundisturbed.

Key words: uncooperativetarget, attitudestabilization, redundantdegreeoffreedom, inertiaparameteridentification, reactionnullspace, adaptivecontrol