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      遙操作交會(huì)對接技術(shù)綜述

      2011-09-21 08:41:08唐國金周劍勇蔣自成
      載人航天 2011年2期
      關(guān)鍵詞:交會(huì)航天器空間站

      唐國金 周劍勇 張 波 蔣自成

      (國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)航天與材料工程學(xué)院)

      1 引言

      空間站作為特殊的航天器,給人類提供了在太空環(huán)境下進(jìn)行長期有人參與科學(xué)研究的環(huán)境和平臺(tái),其無論在對地觀測方面、天文觀測、生命科學(xué)研究,還是在材料科學(xué)研究方面,都具有特殊的作用。從前蘇聯(lián)1971年成功發(fā)射第一座空間站“禮炮號(hào)”至今,空間站的研制和發(fā)射已經(jīng)歷過近四十年的歷程[1]。這期間,俄羅斯/蘇聯(lián)相繼發(fā)射了“禮炮”系列空間站和“和平”號(hào)空間站,實(shí)現(xiàn)了空間站的載人長期居住。當(dāng)前,在美國、俄羅斯等航天大國的共同參與下,國際空間站(International Space Station,ISS)這個(gè)有史以來最大的航天器正在逐步的構(gòu)建和不斷完善。我國的載人航天事業(yè)在成功實(shí)現(xiàn)神舟六號(hào)多人多天飛行,及神舟七號(hào)航天員出艙活動(dòng)后,緊接著將進(jìn)行空間交會(huì)對接試驗(yàn),我國也即將在載人航天領(lǐng)域邁出新的步伐[2]。

      2 交會(huì)對接概述

      2.1 交會(huì)對接技術(shù)簡介

      交會(huì)對接(Rendezvous and Docking,RVD)技術(shù)是指兩個(gè)航天器于同一時(shí)間在同一軌道位置會(huì)和,并在結(jié)構(gòu)上連成一個(gè)整體的技術(shù),是載人航天三項(xiàng)基本技術(shù)之一[3]。

      交會(huì)對接,傳統(tǒng)上分為自動(dòng)交會(huì)對接和航天員手動(dòng)交會(huì)對接兩類。前者對應(yīng)的交會(huì)對接過程由追蹤航天器上的控制系統(tǒng)自動(dòng)控制完成,航天員及地面控制人員對交會(huì)對接過程進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視。自動(dòng)交會(huì)對接方式是當(dāng)前空間交會(huì)對接活動(dòng)所采用的主要方式,如俄羅斯“聯(lián)盟”號(hào)系列載人飛船與ISS的交會(huì)對接。后者是指由位于載人航天器上的航天員通過飛船上的手動(dòng)交會(huì)對接系統(tǒng),手動(dòng)控制追蹤航天器完成交會(huì)對接任務(wù)。

      綜合兩類交會(huì)對接方式,手動(dòng)方式需要航天員的參與,只適用于載人航天器,既可作為主要的交會(huì)對接方式,也可作為自動(dòng)方式的備份。自動(dòng)方式因?yàn)椴恍枰说膮⑴c,可廣泛應(yīng)用于各類載人、不載人航天器的交會(huì)對接,如無人貨運(yùn)飛船等。然而,由于無人航天器的交會(huì)對接沒有手動(dòng)方式作為備份,當(dāng)自動(dòng)交互對接系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),將不得不取消交會(huì)對接任務(wù),造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,甚至個(gè)別情況下會(huì)危及空間站等作為對接目標(biāo)的航天器安全。

      ISS每年都要進(jìn)行多次交會(huì)對接,用于乘員輪換及后勤補(bǔ)給等。ISS“遠(yuǎn)征”10號(hào)任務(wù)至“遠(yuǎn)征”24號(hào)任務(wù)(2004.10~2010.10)共15次遠(yuǎn)征任務(wù)期間的交會(huì)對接情況統(tǒng)計(jì)見下表[4][5]。

      表1 國際空間站交會(huì)對接近況

      無人航天器的自動(dòng)交會(huì)對接系統(tǒng)的故障比率如下圖所示。

      圖1 國際空間站無人航天器交會(huì)對接

      ISS 15次遠(yuǎn)征任務(wù)期間的交會(huì)對接情況的分析數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前航天器上的自動(dòng)交會(huì)對接系統(tǒng)并不是十分完善,發(fā)生故障的可能性時(shí)刻存在,并且故障率還保持在一個(gè)較高的水平。因此,我們有理由認(rèn)為:自動(dòng)交會(huì)對接系統(tǒng)至少現(xiàn)階段還不是足夠的完善和可靠,需要采用其他交會(huì)對接方式作為自動(dòng)交會(huì)對接系統(tǒng)的備份。

      針對空間站實(shí)驗(yàn)艙、貨運(yùn)飛船等無人航天器與空間站的交會(huì)對接,由于無法采用手動(dòng)方式作為自動(dòng)交會(huì)對接系統(tǒng)的備份,需要尋求其他的備份解決方式。遙操作交會(huì)對接以其特殊的交會(huì)對接操作和控制實(shí)現(xiàn)方式,可以作為無人航天器自動(dòng)交會(huì)對接系統(tǒng)的有效備份手段。

      2.2 遙操作交會(huì)對接概念

      遙操作交會(huì)對接是指操作人員在遠(yuǎn)端(或不在控制航天器環(huán)境內(nèi))通過遙操作方式操作追蹤航天器,實(shí)現(xiàn)交會(huì)對接。就概念本身而言,遙操作交會(huì)對接借鑒了空間機(jī)器人遙操作的概念,是傳統(tǒng)遙操作概念的一個(gè)延伸,是遙科學(xué)的一個(gè)子領(lǐng)域[6]。

      國內(nèi)外有相關(guān)學(xué)者和研究人員曾提出過“遙操作航天器”的概念,并提出了遙操作航天器的總體設(shè)計(jì)思路等[7][8][9]。遙操作航天器指可以通過地面操作人員或空間站上航天員進(jìn)行遙操作控制的一類航天器,用于完成交會(huì)對接、在軌捕獲等。

      圖2 遙操作航天器示意圖

      遙操作航天器任務(wù)實(shí)施過程中采用的空間交會(huì)對接技術(shù)就是遙操作交會(huì)對接技術(shù),文獻(xiàn)重點(diǎn)闡述了遙操作航天器的概念和基本設(shè)計(jì)思想,對遙操作交會(huì)對接技術(shù)沒有進(jìn)行詳細(xì)的研究和論述。

      遙操作交會(huì)對接主要有兩種工作模式,目標(biāo)航天器上的航天員對追蹤航天器進(jìn)行交會(huì)對接遙操作控制的工作模式,和地面操作人員對追蹤航天器進(jìn)行交會(huì)對接遙操作控制的工作模式。操作員利用反饋的TV攝像機(jī)圖像及相對運(yùn)動(dòng)位置、速度等信息,通過遙操作平臺(tái)在線實(shí)時(shí)控制遠(yuǎn)端的追蹤航天器完成交會(huì)對接。

      遙操作交會(huì)對接不僅可以作為自動(dòng)交會(huì)對接方式的備份手段,解決無人航天器自動(dòng)交會(huì)對接系統(tǒng)面臨的故障和安全性問題。甚至,遙操作交會(huì)對接方式與手動(dòng)控制交會(huì)對接方式一樣,能提高交會(huì)對接的成功率,減少燃料消耗等,用于空間站建造和運(yùn)營過程中的相關(guān)交會(huì)對接任務(wù)。

      此外,通過融入人的判斷與決策能力等智能因素,遙操作交會(huì)對接技術(shù)還可應(yīng)用于空間非合作目標(biāo)間的交會(huì)和對接,如非合作目標(biāo)的近距離繞飛、在軌捕獲等,具有更廣泛應(yīng)用的重要意義。

      美國、俄羅斯/蘇聯(lián)兩個(gè)航天大國由于決策的不同,交會(huì)對接方式的選擇也不盡相同,美國主要采用手動(dòng)方式,俄羅斯主要采用自動(dòng)方式,由此導(dǎo)致其對遙操作交會(huì)對接技術(shù)的研究程度也不盡相同。美國曾于上世紀(jì)80年代OMV項(xiàng)目中開展過相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)研究[18],蘇聯(lián)則研制成功用于空間站交會(huì)對接任務(wù)的遙操作交會(huì)對接系統(tǒng)。俄羅斯的TORU遙操作交會(huì)對接系統(tǒng)已成功應(yīng)用于和平號(hào)(Mir)空間站和國際空間站的交會(huì)對接任務(wù),特別是無人貨運(yùn)飛船與空間站的交會(huì)對接,已成功解決多次無人航天器自動(dòng)交會(huì)對接系統(tǒng)故障下的交會(huì)對接問題(詳情見表 1)。

      圖3 ISS航天員進(jìn)行TORU系統(tǒng)操作訓(xùn)練

      其他主要的航天研究機(jī)構(gòu)和組織如ESA(European Space Agency)和 NASDA(National Space Development Agency of Japan),也認(rèn)為遙操作交會(huì)對接技術(shù)是空間站無人來訪航天器交會(huì)對接的必要技術(shù)之一,分別在ATV[25][26]預(yù)研項(xiàng)目和OSV[27]計(jì)劃中進(jìn)行了研究。

      3 遙操作交會(huì)對接關(guān)鍵技術(shù)

      遙操作交會(huì)對接是遙操作技術(shù)與空間交會(huì)對接技術(shù)的結(jié)合,既涉及到遙現(xiàn)場、遙操作等遙科學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù),又涵蓋了航天器動(dòng)力學(xué)與控制領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)。

      3.1 遙操作交會(huì)對接控制技術(shù)

      控制技術(shù)是遙操作交會(huì)對接技術(shù)的核心技術(shù),包括軌道運(yùn)動(dòng)(平移運(yùn)動(dòng))控制和姿態(tài)運(yùn)動(dòng)控制兩部分。通常情況下,遙操作交會(huì)對接主要對平移運(yùn)動(dòng)進(jìn)行遙操作控制,姿態(tài)的控制通過自動(dòng)控制方式進(jìn)行。某些特殊情況或進(jìn)行遙操作交會(huì)對接實(shí)驗(yàn)時(shí),可通過遙操作方式對平移運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行控制。

      與手動(dòng)交會(huì)對接方式相比,遙操作方式,特別是進(jìn)行地面遙操作交會(huì)對接任務(wù)時(shí),最大的差別是反饋信息及遙操作控制指令需要通過通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸,因而具有通信時(shí)延,并且存在通信鏈路異常,甚至中斷的可能。通信時(shí)延會(huì)造成遙操作控制系統(tǒng)不穩(wěn)定[10],而通信異常則會(huì)引發(fā)交會(huì)對接的安全性問題。

      國內(nèi)外學(xué)者就時(shí)延導(dǎo)致的控制不穩(wěn)定性問題進(jìn)行了長期深入的研究,從學(xué)者Ferrell[11]首次提出這個(gè)研究命題到今天已經(jīng)歷時(shí)四十多年,綜合其主要的解決方法,有以下幾類[12][13][15][16]:

      (1)“運(yùn)動(dòng)—等待—運(yùn)動(dòng)”的操作策略

      采用“運(yùn)動(dòng)—等待—運(yùn)動(dòng)”的操作策略,每進(jìn)行一步操作后,停止操作,等待操作指令執(zhí)行后的狀態(tài)反饋,根據(jù)該反饋再進(jìn)行下一步的操作。因此該操作策略是一種斷續(xù)的操作方式,操作效率很低,相對于其他有改善時(shí)延方法的連續(xù)操作方式而言,完成任務(wù)所需的操作時(shí)間會(huì)長許多,特別是完成精細(xì)遙操作任務(wù)時(shí)。

      國外的學(xué)者曾做過相關(guān)的操作實(shí)驗(yàn),在時(shí)延條件下放置一個(gè)物體到一個(gè)容器的簡單遙操作實(shí)驗(yàn),對比分析使用預(yù)測仿真方式和無預(yù)測仿真方法的遙操作實(shí)驗(yàn)結(jié)果,分析其任務(wù)的完成時(shí)間,分析結(jié)果見圖4[11]。

      (2)雙邊控制方法

      雙邊控制是指本地操作端和遠(yuǎn)端執(zhí)行端處于同一個(gè)閉環(huán)控制回路,兩者之間直接相互作用,通過設(shè)計(jì)控制算法克服通信時(shí)延的影響。雙邊控制方法通常需要遠(yuǎn)端的執(zhí)行力或力矩反饋,因此主要應(yīng)用于機(jī)器人接觸作業(yè)的遙操作控制。

      圖4 任務(wù)完成時(shí)間對比

      圖5 雙邊控制示意圖

      雙邊控制方法包括:基于無源性理論的雙邊控制方法,如Anderson方法、波變量方法等;基于離散事件的控制方法;基于Lyapunov函數(shù)的方法;基于滑模思想的控制方法;自適應(yīng)速度/力控制方法;基于H—理論的控制方法等。

      (3)預(yù)測控制方法

      預(yù)測控制方法的基本思想是建立遠(yuǎn)端執(zhí)行系統(tǒng)和環(huán)境的數(shù)學(xué)模型,包括動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,環(huán)境相互作用模型等,通過建立的模型進(jìn)行遠(yuǎn)端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的仿真預(yù)測,在預(yù)測運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的基礎(chǔ)上進(jìn)行控制。

      主要的控制方法有:基于預(yù)測控制理論的控制算法實(shí)現(xiàn)方式,如蟻群優(yōu)化預(yù)測控制算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制方法、模糊預(yù)測控制、預(yù)測函數(shù)控制等;基于預(yù)顯示的控制方法,通過建立的操作對象和環(huán)境的仿真模型,對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行仿真預(yù)測,并將預(yù)測結(jié)果用于驅(qū)動(dòng)顯示圖形,操作者面對預(yù)測顯示的虛擬環(huán)境進(jìn)行操作,虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)響應(yīng)操作者的操作指令。

      基于預(yù)顯示的控制方法被認(rèn)為是解決具有明顯時(shí)延(時(shí)延大于0.5s)遙操作時(shí)最理想、操作效率最高的遙操作控制方法。為了提高操作人員遙操作時(shí)的沉浸感,基于預(yù)顯示的控制方式可拓展應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行圖形的顯示和交互。基于虛擬現(xiàn)實(shí)的預(yù)顯示方式是當(dāng)前遙操作領(lǐng)域解決時(shí)延問題的研究熱點(diǎn)[19][20]。

      基于預(yù)顯示的控制方法涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有遠(yuǎn)端操作環(huán)境的建模和預(yù)估、預(yù)顯示誤差校正、人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)、信息融合、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、操作安全性檢測與預(yù)警、高沉浸感環(huán)境生成等技術(shù)。

      1993年德國在哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)密封實(shí)驗(yàn)艙中進(jìn)行的機(jī)器人技術(shù)實(shí)驗(yàn)(Roboter Technology Experiment,ROTEX)首次在實(shí)際應(yīng)用工程中驗(yàn)證了基于預(yù)顯示的天地大時(shí)延遙操作控制技術(shù),通過地面遙操作空間機(jī)器人完成漂浮物的抓取等實(shí)驗(yàn)[17]。

      (4)遙編程控制方法

      遙編程控制方法基于圖形的預(yù)顯示,根據(jù)遠(yuǎn)端操作設(shè)備的智能程度,在線生成不同級別的遙操作指令,控制遠(yuǎn)端目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)。在遙編程系統(tǒng)中,利用對操作環(huán)境的先驗(yàn)知識(shí)構(gòu)造虛擬環(huán)境,操作員面向虛擬環(huán)境進(jìn)行操作,同時(shí)獲得即時(shí)的視覺和運(yùn)動(dòng)覺反饋;系統(tǒng)監(jiān)視操作員的動(dòng)作,并將操作員的動(dòng)作轉(zhuǎn)化為符號(hào)命令程序,發(fā)送給遠(yuǎn)端遙操作目標(biāo)執(zhí)行;遙操作目標(biāo)接受命令,半自主地連續(xù)執(zhí)行,并不斷向操作員報(bào)告執(zhí)行狀態(tài)。

      遙編程控制方法和預(yù)顯示方法有共同之處,如本地虛擬環(huán)境的建模、顯示等。在應(yīng)用過程中,遙編程控制方法也往往與預(yù)顯示方法相結(jié)合,通過兩類方法的綜合應(yīng)用,更好的解決遙操作時(shí)延問題。

      上面提到的幾類遙操作時(shí)延解決方法是針對空間遙操作機(jī)器人和行星表面著陸器等的遙操作而設(shè)計(jì)和研究的,與遙操作交會(huì)對接任務(wù)的應(yīng)用對象有所差異,但其基本的解決思想和方法是可用的,適用于遙操作交會(huì)對接任務(wù)。

      遙操作交會(huì)對接控制技術(shù)需要分析遙操作交會(huì)對接控制過程和控制邏輯的特性,研究遙操作基礎(chǔ)技術(shù)與交會(huì)對接技術(shù)的綜合應(yīng)用,研究適用于遙操作交會(huì)對接的控制技術(shù)。

      3.2 遙操作交會(huì)對接安全技術(shù)

      遙操作交會(huì)對接安全技術(shù)包括傳統(tǒng)交會(huì)對接過程中存在的共同性安全技術(shù),及遙操作交會(huì)對接特性所帶來的特殊安全問題的解決方法。

      圖6 ROTEX控制結(jié)構(gòu)圖

      圖7 遙編程控制示意圖

      傳統(tǒng)交會(huì)對接過程中存在的安全性問題主要包括非正常的碰撞問題、交會(huì)對接過程的各類故障問題。對這類安全技術(shù)國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了比較廣泛的研究,提出了基于碰撞概率的碰撞預(yù)警方法、安全軌跡設(shè)計(jì)[22]、最優(yōu)避撞機(jī)動(dòng)設(shè)計(jì)[23]、故障模式(發(fā)動(dòng)機(jī)故障模式)下防撞設(shè)計(jì)[24]等交會(huì)對接安全技術(shù)研究成果。

      這些研究成果有助于解決自動(dòng)交會(huì)對接過程中的共性安全問題,也是遙操作交會(huì)對接需要的解決重要技術(shù),但遙操作交會(huì)對接需要研究的不僅僅就這些安全技術(shù)。

      由于遙操作交會(huì)對接存在通信時(shí)延,特別是進(jìn)行天地遙操作交會(huì)對接時(shí),時(shí)延可達(dá)5s~7s[11]。操作時(shí)延除了引起上述控制穩(wěn)定性等控制問題之外,也會(huì)引起遙操作交會(huì)對接的安全性問題,主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面。

      (1)通信鏈路異常的潛在安全威脅

      在遙操作交會(huì)對接過程中,反饋信息和遙操作控制指令均需通過通信鏈路進(jìn)行傳輸,數(shù)據(jù)傳輸過程存在鏈路異?;蜴溌吩O(shè)備故障等可能性(ISS-38P任務(wù)首次交會(huì)對接中自動(dòng)系統(tǒng)故障后,使用TORU系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)了通信鏈路中斷情況,導(dǎo)致首次交會(huì)對接任務(wù)失敗[4])。如果出現(xiàn)無法正常傳輸遙操作信息的情況,則追蹤航天器處于無控狀態(tài)。此時(shí),不僅無法繼續(xù)完成遙操作交會(huì)對接任務(wù),甚至追蹤器有可能威脅到空間站等目標(biāo)器的安全。

      (2)操作時(shí)延導(dǎo)致的安全威脅

      由于操作時(shí)延的存在,操作人員對正在實(shí)施交會(huì)對接任務(wù)的追蹤器真實(shí)狀態(tài)的感知存在明顯的時(shí)間滯后。并且當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)異常需要進(jìn)行干預(yù)操作時(shí),其操作所生成的控制指令也要經(jīng)過一個(gè)時(shí)間延遲之后才能到達(dá)追蹤器。而遙操作交會(huì)對接的應(yīng)用環(huán)境恰恰又是兩航天器相距很近(一般為200m~0m)的交會(huì)對接平移靠攏段,因此操作時(shí)延引起的操作安全性問題不能忽視。

      遙操作交會(huì)對接安全技術(shù)在借鑒和采用傳統(tǒng)交會(huì)對接安全技術(shù)的基礎(chǔ)上,還需要深入分析遙操作交會(huì)對接安全的特性及其與傳統(tǒng)遙操作交會(huì)對接安全的異同。進(jìn)而研究相應(yīng)的應(yīng)急處理技術(shù)和應(yīng)急操作策略、遙操作交會(huì)對接過程的狀態(tài)感知和監(jiān)視技術(shù)等相關(guān)的遙操作交會(huì)對接安全技術(shù)。

      1997年6月25日,“進(jìn)步”M-34號(hào)貨運(yùn)飛船使用TORU系統(tǒng)進(jìn)行遙操作交會(huì)對接實(shí)驗(yàn)時(shí),就發(fā)生了與“和平”號(hào)空間站的碰撞事件。造成“光譜”號(hào)艙太陽電池陣的損壞和艙壓的嚴(yán)重泄露,最終撞擊事故被定義為5級(共分1~7級,7級表示嚴(yán)重事故,航天員必須立即撤離空間站)[28]。

      ATV自動(dòng)交會(huì)對接過程中,航天員和地面中心也需要監(jiān)視其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)異常時(shí),由航天員根據(jù)監(jiān)視情況(或地面監(jiān)視中心的指令)進(jìn)行應(yīng)急處理操作,ATV轉(zhuǎn)入撤離、任務(wù)放棄等安全模式。ATV的空間站監(jiān)視和應(yīng)急操作通過俄羅斯的TORU系統(tǒng)進(jìn)行。

      3.3 遙操作交會(huì)對接演示驗(yàn)證技術(shù)

      演示驗(yàn)證技術(shù)主要用于構(gòu)建地面演示驗(yàn)證系統(tǒng),對遙操作交會(huì)對接技術(shù)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)和整個(gè)遙操作交會(huì)對接過程進(jìn)行演示驗(yàn)證,驗(yàn)證各項(xiàng)技術(shù)的可行性、可靠性等各項(xiàng)性能指標(biāo)。涉及的主要技術(shù)包括半實(shí)物仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、空間環(huán)境和平臺(tái)模擬技術(shù)等。

      采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以增加操作人員的沉浸感,更加真實(shí)的模擬空間操作環(huán)境;基于半實(shí)物的仿真技術(shù)可以綜合驗(yàn)證遙操作交會(huì)對接控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。

      ESA在ATV預(yù)研項(xiàng)目(ATV pre-development program,ARP)中研究了地面操作員支持系統(tǒng)(Ground Operator Assistant System,GOAS)和ATV空間站遙控控制系統(tǒng)(Remote ATV Control System on ISS,RACSI)用于支持ATV與空間站的交會(huì)對接任務(wù),應(yīng)對自動(dòng)交會(huì)對接系統(tǒng)異常情況。并建立了大型地面仿真系統(tǒng)(Rendezvous Ground Simulator,RVGS),進(jìn)行 ATV交會(huì)對接任務(wù)和關(guān)鍵技術(shù)的演示驗(yàn)證。

      日本于1994年在筑波(Tsukuba)空間中心建成了先進(jìn)的交會(huì)對接試驗(yàn)系統(tǒng):交會(huì)對接操作測試系統(tǒng) (rendezvous and docking operation test system,RDOTS),用于交會(huì)對接過程的演示試驗(yàn)。

      4 結(jié)論

      遙操作交會(huì)對接技術(shù)屬于遙科學(xué)與航天器動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)科的交叉領(lǐng)域,是一項(xiàng)可廣泛應(yīng)用于未來我國空間站任務(wù)、深空探測任務(wù)及國防航天領(lǐng)域的空間技術(shù)。本文通過分析國際空間站近幾年來交會(huì)對接任務(wù)的情況,引入遙操作交會(huì)對接的概念,對遙操作交會(huì)對接關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和歸納。

      通過分析和探討,作者認(rèn)為:

      (1)空間站無人航天器的交會(huì)對接需要采用遙操作交會(huì)對接方式作為自動(dòng)方式的備份。

      (2)遙操作交會(huì)對接技術(shù)可廣泛應(yīng)用于軍民各領(lǐng)域的合作目標(biāo)和非合作目標(biāo)間空間交會(huì)對接等空間操作任務(wù)中,未來具有廣闊的應(yīng)用前景。

      (3)遙操作交會(huì)對接不是簡單的將手控模式下的操作端改在空間站或地面上,其過程涉及到一系列的新問題、新技術(shù),我們應(yīng)對這些技術(shù)開展深入的研究,將這些技術(shù)應(yīng)用于工程實(shí)踐中。 ◇

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