51、基于混合阻抗控制的欠驱动抓手抓取空间合作目标的柔顺策略

基于混合阻抗控制的欠驱动抓手抓取空间合作目标的柔顺策略

在空间探索和利用的过程中，空间机械臂执行各类任务前，需要对目标卫星进行有效抓取。由于视觉偏差、控制偏差等因素，实际抓取时目标位置可能与期望位置不一致，传统位置控制会产生较大接触力，损坏末端执行器系统和目标。因此，柔顺控制算法成为当前研究热点。

1 研究背景与问题提出

空间机械臂配备特殊工具执行如修复故障卫星、在轨加油和更换轨道替换单元等任务，抓取目标卫星是关键前置步骤。传统位置控制在存在位置偏差时会造成较大接触力，而柔顺控制算法能有效改善这一现象。过去几十年，在力柔顺控制算法方面有诸多研究成果，主要基于阻抗控制、混合力/位置控制和混合阻抗控制。

控制算法类型	研究示例	解决问题
阻抗控制	Liu等人基于摩擦力识别和补偿设计的笛卡尔空间阻抗控制	改善位置精度需求与接触力需求的矛盾
混合阻抗控制	He等人设计的大型工件装配策略	解决无旋转偏差时接触力产生接触扭矩导致工件旋转偏差的问题
混合力/位置控制	Li等人基于遗传神经网络设计的控制算法	解决重型末端执行器因多输入多输出、非线性和刚柔耦合难以获取合适阻抗参数的问题