附件C：譯文


工程試驗衛(wèi)星 7(ETS-7)及其機械臂的動力學(xué)和控制研究

Mitsushige Oda
衛(wèi)星系統(tǒng)辦公室
日本宇宙開發(fā)事業(yè)團(NASDA)

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摘要
ETS-7是NASDA(日本宇宙開發(fā)事業(yè)團)的第七顆工程測試衛(wèi)星，發(fā)射于1997年。該衛(wèi)星配備有用于空間機器人科學(xué)實驗的六自由度機械臂。有效載荷的質(zhì)量從幾千克到400kg不等，而衛(wèi)星的質(zhì)量約為2.2t。因此，對于衛(wèi)星的姿態(tài)穩(wěn)定及機械臂運動計劃來說，機械臂運動與衛(wèi)星姿態(tài)運動之間的動力學(xué)相互影響是不可忽略的。
衛(wèi)星的姿態(tài)必須保持穩(wěn)定，因為它與地面控制站之間的通訊連接是由拋物面天線傳送至對地靜止的數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星完成的。兩個翼型太陽能電池板也必須正對太陽。
用組合模式控制衛(wèi)星姿態(tài)及機械臂十分困難，因為現(xiàn)在的搭載計算機沒有足夠的計算能力來實時計算復(fù)雜的動力學(xué)問題。本文提出了一種分布協(xié)同控制方法，用來連接機器人控制系統(tǒng)和衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)。機器人控制系統(tǒng)控制機械臂及估算對衛(wèi)星的反作用力。姿態(tài)控制系統(tǒng)會補償前饋控制的反作用力。機器人控制系統(tǒng)還要防止它的運動方案導(dǎo)致大的姿態(tài)錯誤。分布協(xié)同控制法可避免過大的搭載計算能力和兩控制系統(tǒng)間的復(fù)雜接口。該方法對反作用力(動量)輪控制和噴氣助推器控制都適用。該控制方法與其它獨立控制相比可減少姿態(tài)錯誤和燃料消耗。
關(guān)鍵詞：ETS-7、NASDA、衛(wèi)星姿態(tài)控制、協(xié)同控制、自由飛行機器人

1引言
ETS-7是NASDA的第七顆工程測試衛(wèi)星，發(fā)射于1997年。它的目標(biāo)是進行交會對接及空間機器人技術(shù)的在軌實驗。ETS-7包括兩顆衛(wèi)星，一刻追蹤衛(wèi)星和一顆目標(biāo)衛(wèi)星。追蹤衛(wèi)星有一個六自由度機械臂用來控制軌道替換裝置、目標(biāo)衛(wèi)星和其余實驗的有效載荷。有效載荷的質(zhì)量從幾千克到400kg不等，目標(biāo)衛(wèi)星是最大的有效載荷。由于追蹤衛(wèi)星的質(zhì)量不是很大，機械臂運動和衛(wèi)星姿態(tài)運動間的相互動力作用是不可忽略的。