Coordination Control of Free-Flyer Manipulators

要約

この論文では、ロボット マニピュレータを誘導してタンブリング衛星を捕捉し、静止状態にする方法を示します。
提案されたアプローチには、衛星がマニピュレータのペイロードとして機能する、宇宙ロボットとターゲット衛星の結合システムの調整制御の開発が含まれます。
この制御により、追跡車両の姿勢を望ましい値に調整しながら、ロボットが最適な経路をたどることが保証されます。
次に、2 つの最適な軌道が、キャプチャ前フェーズとキャプチャ後フェーズ用に設計されます。
事前キャプチャ フェーズでは、ロボット エンドエフェクタとグラップル フィクスチャという制約に従って、移動時間とエンド エフェクタの速度と加速度の加重ノルムを含むコスト関数を最小化することにより、マニピュレータ操作が最適化されます。
衛星では同じ速度でランデブーポイントに到着します。
把持後のフェーズでは、マニピュレータはタンブリングするサテライトの初期速度を最小限の時間でダンプしますが、サテライトに加えられるトルクの大きさが安全な値を下回ったままであることを確認します。
全体として、この方法は、タンブリング衛星を効果的に捕捉して静止状態にするための有望なソリューションを提供します。

要約(オリジナル)

This paper presents a method for guiding a robot manipulator to capture and bring a tumbling satellite to a state of rest. The proposed approach includes developing a coordination control for the combined system of the space robot and the target satellite, where the satellite acts as the manipulator payload. This control ensures that the robot tracks the optimal path while regulating the attitude of the chase vehicle to a desired value. Two optimal trajectories are then designed for the pre- and post-capture phases. In the pre-capturing phase, the manipulator manoeuvres are optimized by minimizing a cost function that includes the time of travel and the weighted norms of the end-effector velocity and acceleration, subject to the constraint that the robot end-effector and a grapple fixture on the satellite arrive at the rendezvous point with the same velocity. In the post-grasping phase, the manipulator dumps the initial velocity of the tumbling satellite in minimum time while ensuring that the magnitude of the torque applied to the satellite remains below a safe value. Overall, this method offers a promising solution for effectively capturing and bringing tumbling satellites to a state of rest.

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