空間繩繫機器人是一種能夠實施復雜空間操控任
務的新型柔性空間機器人繫統，是當前及未來空間飛
行器技術發展的熱點方向之一。黃攀峰、孟中傑編著
的這本《空間繩繫機器人技術(精)》重點介紹了空間
繩繫機器人的概念、繫統組成、任務描述、空間繩繫
機器人繫統動力學建模、感知測量技術、逼近目標的
軌跡規劃技術、逼近控制技術及捕獲目標後處理技術
等，是本研究團隊近年來研究過程中的理論成果的提
煉和升華，是對解決的主要關鍵技術所形成的重要理
論成果的彙集，融合了研究過程中產生的技術報告、
研究生學位論文等。
本書適合從事空間飛行器設計、空間機器人技術
等相關專業的工程技術人員參考，也可作為高等院校
航天應用類相關專業研究生和高年級學生輔助教材。

第1章 緒論
1.1 空間繩繫機器人的定義
1.2 空間繩繫機器人的產生與發展
1.2.1 空間機器人
1.2.2 空間繩繫技術
1.2.3 空間繩繫機器人
1.3 空間繩繫機器人的應用與研究方向
1.4 本書內容介紹
第2章 空間繩繫機器人繫統
2.1 空間繩繫機器人組成結構
2.2 空間繩繫機器人任務流程
2.2.1 平臺變軌
2.2.2 目標捕獲
2.2.3 拖曳變軌
2.3 空間繩繫機器人分繫統介紹
2.3.1 分離釋放分繫統
2.3.2 目標操作分繫統
2.3.3 狀態測量分繫統
2.3.4 飛行控制分繫統
2.3.5 綜合管理分繫統
2.4 電源與供配電方案
2.5 熱控方案
2.6 小結
第3章 空間繩繫機器人動力學／運動學
3.1 空間繩繫機器人繫統的動力學／運動學建模
3.1.1 基於珠子模型的建模與求解
3.1.2 基於Ritz法的建模與求解
3.1.3 基於混合單元法的建模與求解
3.1.4 基於牛頓-歐拉矢量方法的建模與求解
3.1.5 基於Hamilton原理的建模與求解
3.2 空間繩繫機器人繫統的動力學特性分析
3.2.1 平衡狀態分析
3.2.2 縱向振動分析
3.2.3 踫撞特性分析
3.2.4 徑向釋放特性分析
3.2.5 切向釋放特性分析
3.2.6 回收運動特性分析
3.3 小結
第4章 空間繩繫機器人的感知測量技術
4.1 內部感知測量技術
4.1.1 位置傳感器
4.1.2 角度傳感器
4.1.3 速度傳感器
4.1.4 加速度傳感器
4.1.5 陀螺儀
4.1.6 GPS
4.2 外部非視覺感知測量技術
4.2.1 觸覺傳感器
4.2.2 力或力矩傳感器
4.2.3 接近覺傳感器
4.2.4 滑覺傳感器
4.2.5 測距傳感器
4.2.6 其他外部傳感器
4.3 基於視覺的感知測量技術
4.3.1 圖像預處理及基元提取
4.3.2 遠場方位角量測方案
4.3.3 近場相對位姿量測方案
4.3.4 空間繩繫機器人目標跟蹤與測量實驗
4.4 小結
第5章 空間繩繫機器人的軌跡規劃技術
5.1 航天器軌跡規劃問題概述
5.1.1 航天器軌跡規劃問題分類
5.1.2 航天器軌跡規劃主要方法
5.2 空間繩繫機器人逼近目標軌跡規劃簡介
5.3 基於速度增量的機器人逼近軌跡規劃
5.3.1 基於速度增量的逼近軌跡規劃方法
5.3.2 基於速度增量的V-bar方向逼近規劃仿真
5.3.3 基於速度增量的R-bar方向逼近規劃仿真
5.3.4 基於速度增量的任意方向逼近規劃仿真
5.4 基於常推力的機器人逼近軌跡規劃
5.4.1 基於常推力的逼近軌跡規劃方法
5.4.2 基於常推力的V-bar方向逼近規劃仿真
5.4.3 基於常推力的R-bar方向逼近規劃仿真
5.5 基於變推力的機器人逼近軌跡規劃
5.5.1 基於變推力的逼近軌跡規劃方法
5.5.2 基於變推力的V-bar方向逼近規劃仿真
5.5.3 基於變推力的R-bar方向逼近規劃仿真
5.5.4 基於變推力的任意方向逼近規劃仿真
5.6 空間繩繫機器人規劃控制力的優化分配
5.6.1 空間繩繫機器人規劃控制力優化分配方法
5.6.2 規劃控制力優化分配仿真分析
5.7 小結
第6章 空間繩繫機器人逼近控制技術
6.1 基於推力器的空間繩繫機器人逼近控制方法
6.1.1 空間繩繫機器人逼近動力學模型
6.1.2 空間繩繫機器人逼近控制器設計
6.2 考慮平臺運動的空間繩繫機器人逼近位置協調控制
6.2.1 空間繩繫機器人目標逼近動力學模型
6.2.2 空間繩繫機器人逼近控制器的設計
6.3 基於可移動繫繩點的空間繩繫機器人逼近姿態協調控制
6.3.1 基於可移動繫繩點的空間繩繫機器人姿態動力學模型
6.3.2 空間繩繫機器人逼近姿態控制任務分析
6.3.3 空間繩繫機器人逼近姿態控制器設計
6.4 考慮繫繩姿態干擾的空間繩繫機器人逼近協調控制
6.4.1 空間繩繫機器人逼近軌道／姿態動力學模型
6.4.2 空間繩繫機器人逼近協調控制總體流程
6.4.3 空間繩繫機器人逼近位置協調控制器設計
6.5 小結
第7章 空間繩繫機器人的捕獲後處理技術
7.1 空間繩繫機器人／目標復合體姿態協調控制
7.1.1 空間繩繫機器人／目標復合體姿態動力學模型
7.1.2 空間繩繫機器人／目標復合體姿態協調控制方法
7.2 空間繩繫機器人的回收技術
7.2.1 空間繩繫機器人回收動力學建模
7.2.2 基於閉環反饋的空間繩繫機器人回收控制
7.3 空間繩繫機器人的拖曳變軌技術
7.3.1 空間繩繫機器人拖曳變軌動力學建模
7.3.2 基於偽譜法的空間繩繫機器人*優拖曳技術
7.3.3 基於滾動時域優化的空間繩繫機器人拖曳控制技術
7.3.4 空間繩繫機器人分離變軌技術
7.4 小結
參考文獻