张海博 王大轶 魏春岭

1.北京控制工程研究所，北京100190

2.空间智能控制工程技术重点实验室，北京100190

空间操作作为未来航天技术发展的方向，越来越受到航天大国的重视［1］。利用空间机器人携带的机械臂对目标(失效目标)进行捕获，进一步进行维护或者离轨操作，可产生巨大的经济效益。当机械臂捕获未知目标时，系统在捕获前后动力学特性参数可能会发生相当大的变化。为保证系统的控制性能，必须对未知目标的质量特性参数，包括质量、质心和转动惯量进行在线辨识。

对于空间机器人系统来说，在忽略系统所受到的小量外力和外力矩的情况下满足角动量和线动量守恒定理，由此，许多文献研究了基于角动量守恒和线动量守恒的质量特性参数辨识。文献［2］首先提出了基于线动量守恒定理辨识空间机器人本体惯性参数的算法，但该方法不能独立的获得质量和转动惯量参数。文献［3］针对单臂自由飞行空间机器人在其机械臂末端作用器抓住未知目标后，假设系统角速度、线速度、各关节转角和角速度信息均可测，由此采取合适的计算方法可解出未知目标的质量、质心和转动惯量参数。文献［4］基于文献［2］的基本思想，研究了双臂空间机器人负载的惯性参数是未知的情况，给出了双臂空间机器人捕获未知目标的参数辨识方法，同时该方法也可以用于本体的惯性参数辨识。文献［5］也利用角动量守恒定理，在无需力矩和加速度信息的情况下，利用机械臂各关节和本体的角速度信息，计算得到包括本体在内的整个空间机器人系统的质量和惯性矩参数。……