含弹簧阻尼装置空间机器人捕获卫星分数阶超扭滑模缓冲柔顺控制

针对双臂空间机器人捕获非合作卫星的关节保护问题,在关节电机与机械臂之间加入一种弹簧阻尼装置(SDD),实现了碰撞冲击能量的缓冲、卸载;通过三阶观测器对系统的速度和加速度进行重构,解决了关节受空间限制未能安装速度、加速度传感器导致速度、加速度无法测量的问题;提出了一种匹配SDD的分数阶超扭滑模柔顺控制策略,实现了捕获后的闭链混合体系统的镇定控制,并通过Lyapunov定理证明了系统的稳定性。数值仿真结果表明:SDD可将碰撞冲击载荷减小52.25%,柔顺策略可有效限制关节瞬时冲击力矩。