六輪搖臂式月球車(chē)跟蹤控制問(wèn)題的研究.pdf

1、發(fā)射人造地球衛(wèi)星、載人航天和深空探測(cè)是人類(lèi)航天活動(dòng)的三大領(lǐng)域。重返月球，開(kāi)發(fā)月球資源，建立月球基地已成為世界航天活動(dòng)的必然趨勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)。開(kāi)展月球探測(cè)工作是我國(guó)向航天深空探測(cè)邁出的第一步，登月探測(cè)是我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的當(dāng)前目標(biāo)。根據(jù)我國(guó)的月球探測(cè)計(jì)劃，在利用環(huán)月衛(wèi)星對(duì)月球進(jìn)行初步的探測(cè)之后，將需要使探測(cè)器在月球表面軟著陸，并由月球車(chē)執(zhí)行較大范圍的詳細(xì)探測(cè)任務(wù)，為載人登月和建立月球基地做好準(zhǔn)備。月球車(chē)是各類(lèi)探測(cè)儀器的平臺(tái)，其安全的漫游是實(shí)現(xiàn)

2、一切后續(xù)探測(cè)任務(wù)的基礎(chǔ)。本課題研究的目的在于設(shè)計(jì)安全可靠的控制方法，使月球車(chē)具備適應(yīng)月球表面復(fù)雜路面環(huán)境的能力，能夠安全、順利地執(zhí)行月面行走、自動(dòng)漫游等任務(wù)。
　　本文以哈爾濱工業(yè)大學(xué)自主研制的六輪搖臂式月球車(chē)為平臺(tái)，通過(guò)研究非完整約束系統(tǒng)的可控性，以運(yùn)動(dòng)學(xué)模型為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)穩(wěn)定的跟蹤控制率，并通過(guò)仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了它的有效性。通過(guò)6個(gè)搖臂的組合控制實(shí)現(xiàn)了月球車(chē)自動(dòng)化過(guò)溝、爬坡等實(shí)驗(yàn)，使月球車(chē)具備適應(yīng)各種路面環(huán)境和進(jìn)行月面漫游的能力。本

3、文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　通過(guò)分別研究軌跡跟蹤控制率、路徑跟蹤控制率，仿真得到了較好的效果，但參考量的給出過(guò)于復(fù)雜，不易獲得，實(shí)際利用價(jià)值不大。采用基于人類(lèi)駕駛行為的方法，設(shè)計(jì)預(yù)瞄跟蹤控制率，參考量易于獲得，提高了運(yùn)算速度，同時(shí)可以滿(mǎn)足跟蹤的需求，效果較好。
　　月球車(chē)為六輪不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，采用兩輪成對(duì)組合的方法建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，該模型滿(mǎn)足力學(xué)方程并可通過(guò)編碼器對(duì)車(chē)體實(shí)現(xiàn)定位和姿態(tài)測(cè)量。
　　完成控制系統(tǒng)的硬件