8、TORVEastro太空机器人的控制设计与性能分析

TORVEastro太空机器人的控制设计与性能分析

一、引言

在过去十年里，每年平均约有一百颗卫星被发射。虽然大部分卫星能顺利完成任务，但仍有小部分会出现不同程度的异常甚至故障。过去，发射失败是卫星故障的主要原因，但近年来，在轨故障造成的损失首次超过发射故障，累计损失达数十亿美元。而且，每颗发射的卫星最终都会耗尽燃料，即便仍可运行也需退役。多项研究表明，对受损航天器进行在轨维修具有成本效益。美国国家航空航天局（NASA）早在20世纪80年代就意识到机器人在轨道服务操作中的重要性。在轨服务（OOS）涵盖航天器的维修、组装、加油和升级等任务，这推动了新型太空机器人技术的发展和一系列实验演示任务的开展。本文将介绍TORVEastro太空服务机器人的控制设计和性能分析。

二、驱动控制

1. 电机选择要求
   • 最优系统控制的核心规则与机载传感可用性和所选电机的性能特性有关，后者与电机的机械规格紧密相关。
   • 电机需满足以下主要要求：
     • 嵌入式PID电子控制。
     • 金属齿轮，以提高扭矩传输的鲁棒性。
     • 减少齿隙，以提高精度。
     • 嵌入式处理器和更高的波特率，以实现电机间更高的运动同步性。
     • TTL总线，以提高与最流行控制板的通信标准兼容性。
2. 控制程序组成
   • TORVEastro机器人的控制程