[发明专利]空间组合体航天器的非完全连接约束状态地面模拟方法

权利要求书

1.一种空间组合体航天器的非完全连接约束状态地面模拟方法，基于气浮平台，利用两个运动模拟器实现组合体航天器的非完全连接约束地面模拟，其特征在于，包括以下步骤：

S1，模拟器A上安装两条用于抓捕目标的机械臂，用于模拟服务航天器系统的空间运动；

S2，模拟器B上安装星箭对接环，用于模拟目标航天器系统的空间运动；

S3，模拟器A驱动本体所携带的两条机械臂实现对目标航天器的抓捕，抓捕点位于目标航天器的星箭对接环薄壁；

S4，根据ADAMS仿真结果，调整服务航天器的机械臂末端的锁紧状态，利用模拟器A和模拟器B 模拟不同质量的组合体航天器的非完全连接约束状态; 其中模拟器A 用于描述服务航天器的空间运动，模拟器B用于描述目标航天器的空间运动;模拟器A上安装有两条机械臂，用于模拟服务航天器系统的空间运动；模拟器B上安装有星箭对接环装置，用于模拟目标航天器的空间运动;模拟器A通过本体携带的两条机械臂抓捕模拟器B的星箭对接环，从而模拟器A和模拟器B组成组合体模拟系统，用于模拟组合体航天器的空间运动;所述抓捕点位于目标航天器星箭对接环的薄壁上;所述非完全连接约束状态包含服务航天器与目标航天器的相对滑动和相对转动两种状态；对模拟器A（1）上施加控制力和控制力矩，模拟服务航天器与目标航天器间相对滑动和相对转动两种非完全连接约束状态；

仿真过程包括：

仿真思路：

（1）滑动：设定夹具和对接环的初始位置为平行，给夹具和对接环添加一对平行的滑移副，使两者只在平行方向上做滑移运动；给定夹具一夹持力矩，使其产生夹持力，作用在对接环上，并给定夹具在滑移副方向上的驱动函数，测量对接环在滑移副方向上的位移并计算对接环和夹具之间的相对位移；

（2）转动：设定夹具和对接环的初始位置为不平行，给夹具添加滑移副，给对接环添加平行副，使对接环既可滑动又能转动；给定夹具一夹持力矩，使其产生夹持力，作用在对接环上，并给定夹具在滑移副方向上的驱动函数，测量对接环在各个方向上的位移并计算对接环和夹具之间的相对位移；

仿真控制变量

（1）夹具和对接环的初始位置；

（2）夹具的夹持力矩；

（3）夹具的驱动函数；

滑动仿真

（1）初始条件设置

1）输入：对接环主动，夹具为从动，设定对接环的驱动函数为10*time，即以10mm/s的速度运动；夹具的夹持力矩分别设定为800000N*mm和260000N*mm，其中摩擦模型为库伦摩擦，静摩擦系数为0.3，动摩擦系数为0.1；

2）输出：在不同夹持力矩下，对接环和夹具在滑移副方向上的位移；

（2）仿真结果

结果分析：在800000N*mm的夹持力矩下，由于摩擦力较大，夹具和对接环几乎没有相对滑动；在260000N*mm的夹持力矩下，摩擦力相对较大，夹具和对接环之间出现了相对滑动。