火星巡视器动力学建模研究与仿真平台实现
作者:
作者单位:

1.南京航空航天大学航天学院,南京210016;2.北京控制工程研究所,北京100190

作者简介:

通讯作者:

居鹤华,男,教授,博士生导师,E-mail: juhehua@163.com。

中图分类号:

V476.4

基金项目:

国家自然科学基金(61673010)资助项目。


Dynamics Modeling Research and Simulation Platform Implementation of Mars Rover
Author:
Affiliation:

1.College of Astronautics, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China;2.Beijing Institute of Control Engineering, Beijing 100190, China

Fund Project:

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    摘要:

    火星巡视器是执行复杂的火星表面探测任务的重要载体,为保证巡视器的可靠性,本文对火星巡视器动力学原理进行了研究。首先,分析了巡视器的结构组成,介绍了巡视器动力学建模的相关理论基础。然后根据巡视器有向Span树的轴链系统,基于拉格朗日递归动力学分析方法,得到了多轴系统拉格朗日方程,通过遍历巡视器轴链拓扑完成了巡视器动力学模型的建立。接着,将链符号系统引入经典Bekker轮土力学模型,以提高其准确性。最后,在VS平台MFC框架中开发了动力学仿真软件,对本文的动力学系统进行了测试,验证了巡视器动力学建模与控制的准确性与实时性。

    Abstract:

    Mars rover is an essential carrier to perform complex exploration missions on the Martian surface. To ensure the reliability of the rover, the principle of the Mars rover dynamics is studied. Firstly, we analyze the structure and composition of the rover and introduce the basic theory of the rover dynamics modeling. Then, based on the Lagrange recursive dynamics analytical method, the Lagrange equations of the multi-axis system are obtained, in which the axis-chain system of the rover’s directed Span-tree is introduced as a reference. The dynamics model of the Mars rover is established by traversing the topology of its axis-chain. Subsequently, the symbol system of chain-ordering is introduced into the classic Bekker’s terramechanics model to improve its accuracy. Finally, dynamics simulation software is built in the MFC framework of the VS platform, where the dynamics system is tested to verify the accuracy and real-time performance of the dynamics modeling and control of the rover.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

徐颢,居鹤华,余萌,顾朋.火星巡视器动力学建模研究与仿真平台实现[J].南京航空航天大学学报,2021,53(1):11-20

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  • 收稿日期:2020-01-10
  • 最后修改日期:2021-02-08
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  • 在线发布日期: 2021-03-24
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