非對稱月球車行走系統(tǒng)的動力學(xué)分析.pdf

1、目前，深空探測是中國航空航天領(lǐng)域的重點發(fā)展方向，同時中國已經(jīng)制定了“嫦娥工程”，開展以月球探測為主的深空探測。在人類探月活動中，月球車扮演著極其重要的角色，可以代替人類到危險、未知的環(huán)境中進(jìn)行先行探測與科研考察。而行走系統(tǒng)作為月球車的關(guān)鍵所在，將負(fù)載各種科學(xué)考察儀器對月面進(jìn)行巡視探測，直接關(guān)系到月面探測任務(wù)的執(zhí)行過程和效果。本文在確定新構(gòu)型月球車的基礎(chǔ)上，對行走系統(tǒng)的動力學(xué)進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容包括以下幾方面。
　　針對文中所提出的

2、新構(gòu)型行走系統(tǒng)，建立動力學(xué)方程式。首先建立月球車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和作為動力學(xué)分析用的坐標(biāo)系以及坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，然后采用牛頓-歐拉方法建立月球車質(zhì)心運動、繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動、繞懸掛點轉(zhuǎn)動、車輪驅(qū)動的動力學(xué)方程，同時給出幾何和速度約束方程。
　　分析土壤的基本力學(xué)模型，建立完整的動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行月球車靜力學(xué)和動力學(xué)的計算機(jī)仿真。由于該種車型的車輪在車體兩側(cè)不對稱分布，動力學(xué)微分方程和幾何速度約束方程聯(lián)立求解，使得動力學(xué)模型的解算比較困難。

3、在嘗試最小殘差法和有限差分法兩種解法后，采用有限差分法對月球車的動力學(xué)方程進(jìn)行解算，主要針對月球車在平地、斜坡、越障、過溝等行走性能進(jìn)行計算機(jī)仿真，并且對比月球車在硬地和土壤行走的不同，得出一些對實際控制有參考價值的數(shù)據(jù)。
　　建設(shè)月球車行走系統(tǒng)實驗所需的環(huán)境，包括行走實驗所需的土壤、溝壑、障礙物等。通過實驗的方法測定月球車動力學(xué)模型計算所需的土壤參數(shù)，進(jìn)行月球車的實際行走實驗。主要考察月球車攀爬較高的障礙物、跨越較寬的溝壑的能力