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World File Search System惯性特性
![arxiv：2102.10348v1 [CS.RO] 2021年2月20日](/simg/g:\will\search\icon\source\1\1f1e225752365b9e31def20f3f104afbcca73412.webp)
arxiv：2102.10348v1 [CS.RO] 2021年2月20日
随着进入空间和机器人自主权能力的前进，同时对部署大型，复杂的空间结构的兴趣越来越兴趣，以提供新的轨道上能力。新的太空式观测值，大型轨道哨所，甚至是未来派的轨道上制造，也将使用诸如Orbit On-Orbit添加剂制造的技术组装来实现空间结构的组装，从而可以在构造甚至修复复杂的硬件方面提供灵活性。但是，在不确定性下进行机器人组装系统的基础动力学可能（例如改变惯性特性）。因此，必须在结构组装过程中考虑机器人组装器和操纵的加性制造组件的惯性估计。这项工作的贡献是解决机器人组装的运动计划和控制，并考虑到合并的自由式机器人组装程序和加上制造的组件系统的惯性估计。特别是线性二次调节器快速探索随机树（LQR-RRT*）和动态可行的路径平滑，用于获得系统的无障碍轨迹。此外，通过近似连续系统和伴随的奖励，将模型学习明确地纳入了计划阶段。然后可以通过强大的试管模型预测控制技术明确处理剩余的不足。通过获得既避免障碍物的受控轨迹，也可以学习自由型和操纵组件系统的惯性特性，自由度迅速考虑并计划建立具有增强系统知识的空间结构。该方法自然而然地概括了修复，加油和重新提供空间结构的组件，同时在例如惯性不确定性下提供最佳的无碰撞轨迹。
空中加油中时变惯性飞机的建模和仿真
摘要 本文研究了在综合仿真环境中具有时变质量和惯性特性的受油机的动态建模与仿真应用，该环境包括另外两个重要因素，即具有变长度特性的软管-锥套组件动态模型和加油机尾涡引起的风效应。通过扩展 Lewis 等人推导的固定重量飞机的运动方程，推导出一组新的空中加油受油机运动方程。这些方程包括由于燃油转移和发动机燃油消耗引起的时变质量和惯性特性，并且油箱为矩形而非质点。它们是根据受油机相对于惯性参考系的平移和旋转位置和速度推导出来的。在初始受油机质量条件下，基于一组线性化方程设计了一个线性二次调节器 (LQR) 控制器。在集成仿真环境中实现了带有 LQR 控制器的接收机运动方程，用于在仿真中实现接收机的自主接近和定点保持。� 2016 中国航空学会。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。
可再生能源发电情况下的频率响应
摘要 可再生能源 (RER) 具有诸多优势，正在迅速发展以满足全球很大一部分能源需求。据预测，RER 发电在未来能源行业的重要性将继续增加。尽管 RER 具有众所周知的所有优势，但它的整合对系统稳定性和可靠性提出了一些挑战。RER 的低惯性特性和间歇性输出会给本来就不稳定的电网频率带来额外的变化。随着 RER 逐渐取代传统发电机，系统调节能力和可靠性会降低。本文回顾了 RER 整合对系统频率响应的挑战以及这些挑战如何影响系统可靠性。讨论了在确保系统安全性的同时减轻与增加 RER 整合相关的挑战的高级方法，并以简明的形式提供了必要的数学背景。开发了一个基于稳定性约束确定 RER 渗透最大水平的模型。讨论了推进 RER 整合的新兴方法。
自由度波浪能转换器
摘要 本研究重新审视了单自由度波浪能转换器的理论极限。本文考虑了海洋能系统任务 10 波浪能转换器建模和验证工作中使用的浮球进行分析。推导出解析方程来确定运动幅度、时间平均功率和动力输出 (PTO) 力的界限。研究发现一个独特的结果，即波浪能转换器吸收的时间平均功率可以仅由惯性特性和辐射流体动力学系数来定义。此外，还推导出 PTO 力幅的独特表达式，当使用电阻控制来最大化发电量时，该表达式提供了上限和下限。对于复共轭控制，这个表达式只能提供下限，因为理论上没有上限。这些界限用于比较浮球利用波动或升沉运动提取能量时的性能。分析表明，由于每种振荡模式的流体动力学系数不同，因此会存在不同的频率范围，从而提供更好的能量捕获效率。研究了运动约束对功率吸收的影响，同时还利用了非理想的动力输出，发现可以减少与双向能量流相关的损失。计算非理想 PTO 时间平均功率的表达式由机械电效率和 PTO 弹簧与阻尼系数之比修改。PTO
社论：太空中的机器人操控与捕获
检查、加油、升级、维修或救援卫星，清除轨道碎片，以及建造和维护大型轨道资产和基础设施等要求对于在轨空间基础设施的维护非常重要。到目前为止，所有值得注意的维修任务都是由宇航员舱外活动 (EVA) 在低地球轨道 (LEO) 上执行的。然而，这些操作风险大、成本高、速度慢，有时甚至不可行。EVA 可以被机器人在轨维修 (OOS) 取代，在此期间，任务由空间机械手系统 (SMS) 执行，在文献中也称为追逐者或服务者。它们由一个卫星基座组成，该基座配备一个或多个带有抓钩装置的机器人机械手（臂），并由视觉系统驱动，从而能够捕获目标（客户）卫星。SMS 也可以是安装在空间设施上的大型维修机械手。本研究课题重点关注在轨操纵和捕获，以及与这些活动相关的方面。因此，它包括与刚性和柔性 SMS 的动力学、相关的接触动力学、空间系统的识别方法、监控和控制所需的姿势和状态感测、抓取目标的运动规划方法、运动或交互任务期间的反馈控制方法以及此类系统的地面测试试验台相关的工作。该研究主题包括五篇文章。在《从空气轴承支撑的测试数据估计空间机械手的振动特性》中，李等人从理论和实验上研究了与平面实验测试试验台相关的问题，该试验台使用空气轴承垂直支撑缩放 SMS 并在平面上创建零重力环境。作者指出，空气轴承会影响缩放 SMS 的动力学行为，从而影响其表观关节的刚度和阻尼、固有频率和振动响应。作者提出了一套程序来消除空气轴承的影响，并从电机制动系统的测试数据中识别真实的等效关节刚度和阻尼。识别惯性特性，并使用遗传算法确定等效关节刚度和阻尼。通过消除空气轴承引起的额外惯性，可以估算出机械手的真实振动特性。在《废火箭级在轨机器人抓取：抓取稳定性分析和实验结果》中，Mavrakis 等人研究了废火箭级的抓取，分析了抓取稳定性，并展示了实验结果。提出了一种评估废火箭级机器人抓取稳定性的新方法，该方法基于计算 Apogee Kick Motor 喷嘴的两指抓取的固有刚度矩阵，并将稳定性指标定义为局部接触曲率的函数，材料特性、施加的力和目标质量。稳定性指标是