王 超 杜小平 高永明

装备学院，北京101416

空间机器人［1－4］是航天领域的重要发展方向之一，它具有体积小、能耗低、负载自重比大的特点，并且能代替宇航员完成抓捕、对接、维修等危险作业，因此要完成任务必须实现空间机器人的路径规划、姿态控制、任务规划等技术。而其在轨运行时，由于燃料的长期消耗、航天器构型的变化、抓捕未知目标、与其它航天器的对接等行为，都会导致整个系统的质量特性参数发生变化［5］，从而影响路径规划以及姿态控制的精度。因此必须解决质量特性参数的在轨辨识问题，才能保证空间机器人准确、顺利的完成任务。

目前国内外很多学者针对空间机器人质量特性参数的在轨辨识展开了研究。Wilson［6］提出了基于指数加权递归最小二乘法，利用速率陀螺在测量数据，可辨识系统惯量和质心位置，以及每个推力器的特性参数，然而无法辨识航天器的质量。Murotsu Y等［7］利用卫星本体上的测速仪检测的数据，基于动量守恒来直接确定出卫星本体的质量、质心位置和转动惯量。但该方法采用依次驱动各个关节来进行激励，在激励过程中会因为机械臂柔性因素而产生振动干扰。Yoshida K和Abiko S［8］提出了基于角动量守恒的动力学参数辨识方法，但假定卫星本体和各连杆的质心位置已知。徐文福等［9］将惯量与质量、质心解耦后进行辨识，但是需要飞轮和推力器分别对航天器进行激励，对航天器的燃料消耗较大。

针对以上问题，本文采用飞轮控制作为激励方式，不需要推力器进行激励，有效减小了燃料的消耗。……