陈强 董强 黄科 邢伟 程刚 隋毅

低重力模拟试验平台索并联驱动系统张力优化策略

陈强1董强1黄科1邢伟1程刚1隋毅2,3

（1 北京特种工程设计研究院，北京 100028）（2 北京空间机电研究所，北京 100094）（3 中国航天科技集团有限公司航天进入、减速与着陆技术实验室，北京 100094）

冗余索并联系统动力学方程的张力解不唯一，为保证随动平台在工作空间内姿态可控及索张力连续平稳，并且满足张力在最大最小限制范围，需要对其索张力优化策略进行研究。通过建立索并联驱动系统的动力学模型，分别运用封闭（Closed-Form，CF）优化法、常规最小方差优化法及将张力分为上、中、下斜拉的分类最小方差优化法对系统力控工作空间（Force Controllable Workspace，FCWS）以及典型工况的运动轨迹张力进行优化计算，结果表明：在相同张力限制条件下，采用CF优化法计算的FCWS范围最小，常规最小方差优化法次之，分类最小方差优化法计算的FCWS最大并满足系统要求；在相同运动轨迹条件下，采用CF优化法计算的张力上限最大，常规最小方差优化法次之，分类最小方差优化法的张力上限最小并满足系统要求；将分类最小方差优化法在索并联驱动系统进行张力试验，结果表明系统张力变化规律符合该优化算法的理论值，证明了该优化法的正确性。综上所述，将分类最小方差优化法确定为系统的张力优化策略。

索并联驱动系统 矢量封闭原理 索力优化 刚度控制 低重力模拟试验平台 航天返回

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实现对地外天体探测[1-3]，进行低重力模拟试验[4-5]是保证探测成功的关键环节。……