一种空间目标抓捕试验系统的运动模拟器运动分配方法与流程

技术特征：
1.一种空间目标抓捕试验系统的运动模拟器运动分配方法，其特征在于包括如下步骤：1)定义试验系统中求解运动分配时所需要的各个坐标系：2)实时读取由动力学仿真机生成的空间中两物体名义质心坐标系的相对位姿3)按照试验需求，给定两运动模拟器的基座运动规律，并实时读取两运动模拟器的基座位置x
ckbase
、x
mbbase
；4)计算两基座坐标系的相对位姿5)按照试验需求，给定主动端物体名义质心相对其运动模拟器基座的位姿运动规律6)根据两物体的相对位姿，在扣除掉两基座的相对运动、主动端物体的位姿运动之后，计算得到被动端物体名义质心相对其运动模拟器基座的位姿运动规律7)根据两物体的名义质心坐标系与各自运动模拟器末端坐标系的相对位姿关系，计算得到两运动模拟器末端相对于基座的位姿运动规律得到两运动模拟器末端相对于基座的位姿运动规律8)对进行机械臂逆运动学求解实时计算出两运动模拟器各关节相对应的关节角指令数值θ
ckcmd
、θ
mbcmd
，最终发送给运动模拟器。2.根据权利要求1所述的一种空间目标抓捕试验系统的运动模拟器运动分配方法，其特征在于：所述步骤1)中坐标系建立如下：i.ckcm系为主动端物体名义质心坐标系，原点在其动力学模型的名义质心处；ii.mbcm系为被动端物体名义质心坐标系，原点在其动力学模型的名义质心处；iii.ckbase系为主动端基座坐标系，原点在机器人基座安装法兰面几何中心，垂直法兰面为 z方向，沿着导轨指向被动端为 x方向， y方向由右手系决定；iv.mbbase系为被动端基座坐标系，原点在机器人基座安装法兰面几何中心，垂直法兰面为 z方向，沿着导轨指向主动端为 x方向， y方向由右手系决定；v.ckdh0系、ckdh6系分别为主动端运动模拟器在其基座、末端的dh坐标系；mbdh0系、mbdh6系分别为被动端运动模拟器在其基座、末端的dh坐标系。3.根据权利要求2所述的一种空间目标抓捕试验系统的运动模拟器运动分配方法，其特征在于：同时，约定t
ba
为坐标系a和坐标系b之间的齐次变换矩阵。4.根据权利要求3所述的一种空间目标抓捕试验系统的运动模拟器运动分配方法，其特征在于：所述步骤4)中计算两基座坐标系的相对位姿的具体方法如下：两基座坐标系之间的相对距离为δ
base
＝(x
ckbase
‑
x
mbbase
) rastererr式中x
ckbase
和x
mbbase
为通过高精度测量工具实时测量出来的基座在导轨上的位置，rastererr为事先已标定好的系统常值误差量；则两基座坐标系的相对位姿为
式中为两基座坐标系的相对姿态矩阵，由坐标系定义决定。5.根据权利要求4所述的一种空间目标抓捕试验系统的运动模拟器运动分配方法，其特征在于：所述步骤5)中给定主动端物体名义质心相对其运动模拟器基座的位姿运动规律的具体方法如下：给定主动端物体名义质心相对其运动模拟器基座的位姿运动规律为不运动，令其维持试验开始时的初值6.根据权利要求5所述的一种空间目标抓捕试验系统的运动模拟器运动分配方法，其特征在于：所述步骤6)中计算被动端物体名义质心相对其运动模拟器基座的位姿运动规律的具体方法如下：根据公式求得被动端物体名义质心相对其运动模拟器基座的位姿运动规律。7.根据权利要求6所述的一种空间目标抓捕试验系统的运动模拟器运动分配方法，其特征在于：所述步骤6)中计算两运动模拟器末端相对于基座的位姿运动规律的具体方法如下：根据公式求得两物体相对位姿在经过运动分配后，两运动模拟器对应的每一时刻的和

技术总结
本发明公开了一种空间目标抓捕试验系统的运动模拟器运动分配方法。空间目标抓捕半物理试验系统中通常配备两个附带移动基座的六自由度工业机械臂，安装在一维运动导轨上，作为空间中两物体六自由度运动模拟器。由于机械臂只能模拟出在其工作空间内的运动，但是空间中物体的质心绝对运动范围是非常大的。因此运动模拟器一般用于模拟相互距离较近的物体之间的相对运动。本发明的目的在于已知两空间中运动物体的相对位姿的情况下，通过适当的运动分配策略，将相对运动合理地分配到每个运动模拟器中，既保证相对运动模拟效果，又满足实物系统的可实现性。本发明既适用于合作/非合作目标，也适用于空间目标交会对接试验系统。也适用于空间目标交会对接试验系统。也适用于空间目标交会对接试验系统。


技术研发人员：谭明朗 陈欢龙 袁秋帆 刘晓坤 阳光烈 刘鲁江 宋斌 靳永强 肖余之
受保护的技术使用者：上海宇航系统工程研究所
技术研发日：2021.06.02
技术公布日：2021/9/21