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【2h】

Development of a Robotic Simulation Platform for Spacecraft Proximity Operations and Contact Dynamics Experiments

机译：用于航天器接近操作和接触动力学实验的机器人仿真平台的开发

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摘要

A major challenge facing the introduction of new technologies and techniques in space flight is the high cost required to raise the Technological Readiness Level (TRL) prior to flight. This is a result of the cost and scarcity of developmental launch opportunities for verification and validation. A ground facility with the capability for six degree-of-freedom robotic spacecraft emulation that enables laboratory-based hardware-in-the-loop experiments is desired, to allow for the simulation of space- based operations for almost any mission. Such a facility would enable experiments that can be used pre-flight to reduce development cost and ensure the functionality of sensor suites with guidance, navigation, and control systems. However, a major shortfall of most robotic motion emulation systems is the inability to simulate proximity operations involving contact dynamics, due to their methods of actuation and required dynamic response time. To provide this capability at the Texas A&M Land Air and Space Robotics (LASR) Lab, a novel low-cost robotic platform called the Suspended Target Emulation Pendulum (STEP) was developed. This thesis de- tails the design, system dynamics, simulation, and control of the STEP system, and presents experimental results from an initial prototype.
机译：在太空飞行中引入新技术所面临的主要挑战是在飞行前提高技术准备水平（TRL）所需的高昂成本。这是由于进行验证和确认的开发发射机会的成本和稀缺性的结果。需要一种具有六自由度机器人航天器仿真能力的地面设施，该设施能够进行基于实验室的硬件在环实验，从而可以模拟几乎所有任务的天基运行。这样的设施将使可用于飞行前的实验成为可能，以降低开发成本并确保带有导航，导航和控制系统的传感器套件的功能。然而，由于它们的致动方法和所需的动态响应时间，大多数机器人运动仿真系统的主要缺点是无法模拟涉及接触动力学的接近操作。为了在德克萨斯州A＆M陆地航空航天实验室（LASR）实验室提供此功能，开发了一种新颖的低成本机器人平台，称为“悬浮目标仿真摆锤（STEP）”。本文详细介绍了STEP系统的设计，系统动力学，仿真和控制，并给出了初始原型的实验结果。

著录项

  • 作者

    Probe, Austin Breien;

  • 作者单位
  • 年度 2014
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 en
  • 中图分类

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