王明明，罗建军，余 敏，袁建平

(1. 西北工业大学航天飞行动力学技术重点实验室，西安 710072;2. 西北工业大学深圳研究院，深圳 518057)

0 引 言

随着卫星维护、在轨装配和空间碎片移除等任务需求的与日俱增，我们期望利用空间机器人去执行特殊恶劣空间环境下的任务。典型实例有“Robot Technology Experiment(ROTEX)”，“Engineering Test Satellite VII(ETS-VII)”，“轨道快车(Orbit Express, OE)”和“Robonaut 2”等[3]。空间机器人在轨服务中最具挑战性的工作之一是抓捕后阶段的消旋。抓捕后阶段的目的是消除目标卫星的旋转运动，同步稳定基座。因此，针对目标卫星的消旋问题必须研究特定规划与控制方法。

文献中已提出过多种空间机器人轨迹规划和运动控制方法。基于零作用空间(Reaction Null-Space, RNS)的概念，Yoshida等人[1]提出了无反作用机械臂，解决了运动学非冗余臂和冗余臂时间损失和机械臂速度限制的问题。此外，文献[2]中也采用了基于RNS的轨迹规划方法，根据动量守恒定律实现了抓捕自旋目标。文献[3]中给出对目标卫星自主抓捕与服务的框架。之后，Xu等人[4]利用自由漂浮空间机器人非完整特性提出了一种点到点的路径规划方法，同时调节基座姿态和末端的位姿。Lampariello等人[5]研究了一种机器人最优抓捕机动目标的实时轨迹规划方法，利用B样条参数化期望的关节轨迹，采用序列二次规划方法搜索最优解[6]。羊等人[7]针对自由漂浮空间机器人末端轨迹跟踪优化控制中惯性参数不确定问题，提出一种组合优化控制方法，实现了系统跟踪的能量优化，同时保证了对期望末端轨迹的有效跟踪。……