褚 明， 董正宏， 任珊珊， 贾庆轩(1. 北京邮电大学 自动化学院，北京 100876； 2. 空间机器人技术教育部工程研究中心，北京 100876； . 航天工程大学 科研学术处，北京 101416)

在轨捕获是开展在轨维修、装配及碎片清除等空间任务的重要环节。利用星载抓捕机构与目标航天器对接时，瞬时碰撞力产生的脉冲式动量易引起漂浮基座的姿态倾斜和角动量超限，且抓捕机构的传动关节处会产生冲击振动，该类动力学响应使得捕获后的系统产生扰动，严重时可导致失稳。因此，最大程度地减小碰撞动量对漂浮基座的扰动，且快速衰减抓捕机构传动关节处的振动，成为在轨捕获的关键技术之一。近年来，利用串联型多自由度机械臂开展在轨捕获成为该领域的热点课题，国内外诸多学者研究了通过星载机械臂完成在轨捕获过程的动力学分析和镇定控制方法。Xu等[1]讨论了柔性冗余机械臂的运动学冗余特性，通过机械臂的预构型方法缓解在轨捕获引起的振动和冲击。丛佩超等[2]提出直臂抓取的概念，基于机械臂动量守恒提出碰撞前的配置规划方法，以减小耦合角动量并实现稳定捕获。Wei等[3]提出一种动态抓取域方法来减小振动冲击，从而消除碰撞冲量对漂浮基座的扰动影响。Liu等[4]对捕获后的柔性机械臂进行动力学建模，采用PD控制器实现捕获碰撞后系统的快速稳定。Dong等[5-6]针对双关节漂浮基柔性空间机械臂在轨捕获卫星过程的接触、碰撞动力学建模和碰撞后混合体系统镇定运动控制及柔性振动主动抑制问题进行了研究。……