空間飛行器慣性參數(shù)在軌辨識算法.pdf

1、在地面上精確測量空間飛行器的慣性參數(shù)通常是比較困難的，并且由于燃料的消耗、空間飛行器之間的交會對接、載荷以及姿態(tài)的變化等因素都將使空間飛行器的慣性參數(shù)在軌發(fā)生變化。而空間飛行器的控制系統(tǒng)、狀態(tài)估計器將會受到其慣性參數(shù)變化的影響。如果空間飛行器的控制系統(tǒng)、狀態(tài)估計器不能夠知道正確的、變化后的慣性參數(shù)，空間飛行器在軌任務(wù)就不能優(yōu)化進(jìn)行，甚至可能導(dǎo)致任務(wù)的失敗。本文系統(tǒng)研究了國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，研究或提出了三種不同的空間飛行器慣性參數(shù)辨識算法。<

2、br>　　 首先，考慮到機(jī)械臂的運(yùn)動會對空間機(jī)器人本體姿態(tài)產(chǎn)生影響，相比較于單臂空間機(jī)器人，多臂空間機(jī)器人可以利用機(jī)械臂之間協(xié)調(diào)運(yùn)動進(jìn)行空間機(jī)器人本體姿態(tài)控制，所以以雙臂空間機(jī)器人為例，研究了多臂空間機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)特性，建立了相應(yīng)的運(yùn)動學(xué)模型，推導(dǎo)出雙臂空間機(jī)器人本體慣性參數(shù)辨識算法；其次，將能夠動態(tài)估計模型誤差的預(yù)測濾波算法引入空間飛行器慣性參數(shù)辨識領(lǐng)域，建立了空間飛行器的動力學(xué)模型，引入模型誤差以及由于空間飛行器慣性參數(shù)變化引起的

3、誤差，利用基于模型誤差最小準(zhǔn)則的預(yù)測濾波算法對誤差進(jìn)行估計，然后迭代計算，從而實現(xiàn)對空間飛行器的慣性參數(shù)在軌辨識；最后，借鑒預(yù)測濾波基于模型誤差最小的特點，引入含有模型誤差的目標(biāo)函數(shù)，通過智能優(yōu)化算法即粒子群算法進(jìn)行模型誤差的動態(tài)估計，通過空間飛行器動力學(xué)模型方程進(jìn)行迭代計算，實現(xiàn)對空間飛行器的慣性參數(shù)辨識。
　　 通過計算機(jī)仿真驗證上述辨識算法的有效性和實時性，并且分析了一些影響因素對算法精度、以及魯棒性的影響。這些算法對空間