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ミクロ・マクロ反発係数法に基づく宇宙ロボットによる衛星捕獲時の接触制御法の確立

基于微宏观斥力系数法的空间机器人抓星接触控制方法建立

基本信息

批准号：
10J03505
负责人：
鵜山尚大
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,軌道上サービスロボットによる衛星捕獲時の接触制御法の確立を目的とした.衛星捕獲技術は故障衛星の修理や,運用を終えた衛星のデブリ化を解消し,持続可能な宇宙利用のための根幹技術である.衛星を安全且つ確実に捕獲するためには,捕獲時に発生する接触により誘発される相対運動を適切に制御することが重要である.上記を踏まえ,本研究では接触時のマニピュレータ手先と被捕獲衛星間の反発係数(相対運動)を適切に制御する手法の研究を行った.最終年度である本年度は提案手法の検証実験及び成果発表に重きを置いた.本研究では手首コンプライアンスとインピーダンス制御を用いた接触制御手法を提案し,従来の研究にはなかった衛星捕獲時のマニピュレータ手先と被捕獲衛星間の反発係数(相対運動)を適切に制御可能であることを実験で示すことに成功した.一般に,接触現象は連成振動系でモデル化が可能であるが,振動周期が短いためマニピュレータを用いて接触を適切に制御するのは困難である.上記に対する機構的な解決策として手首コンプライアンスを導入し,支配的な振動モードを手首機構のモードに代表させることで振動周期を伸ばし,マニピュレータによる接触制御を可能とした.制御則についても支配的な振動モードを制御するよう構築することで,反発係数を適切に制御可能とした.提案手法の検証は,地上で微小重力環境を模擬することが可能な空気浮上テストベッドを用い,接触力及び反発係数を提案した制御式で適切に制御可能であることを多くの実験データと共に示した.本研究は,パッシブな機構を積極的に制御系に組み込むことでアクティブな制御を可能とした点,及び支配的な振動モードに着目した制御則を構築した点で,その意義は大きく,衛星捕獲時のみならず惑星探査機の着陸手法など,接触制御が必要な様々な分野への応用が期待できる.

The purpose of this study is to establish a contact control method for satellite acquisition. Satellite acquisition technology is the repair of faulty satellites, the use of satellite technology, the end of the solution to eliminate the problem, the maintenance of the possible use of the universe and the root technology. Satellite safety and accuracy of acquisition, acquisition time, contact, induction, relative motion, control, etc. In this paper, we propose a method for controlling the relative motion of captured satellites. The final year is the year in which the proposal is submitted and the results are presented. This paper proposes a new method for controlling satellite capture, which shows the success of the method. In general, contact phenomena are connected to vibration systems, and vibration cycles are short and difficult to control properly. Note that the solution of the mechanism is to introduce, control and control the vibration of the mechanism. The control principle is to control the vibration of the vibration. The control principle is to control the vibration of the vibration. The proposed method is to simulate the microgravity environment on the ground, to simulate the possibility of air floating, to use the contact force and the reaction coefficient, to propose the appropriate control method, to simulate the possibility of air floating. This study aims to establish a positive control system for satellite acquisition and landing techniques for satellite exploration, and to establish a control system for satellite acquisition and landing techniques for satellite exploration.