在火箭总装过程中,部段对接是关系整发箭质量的关键工序。传统的对接依靠“目视人喊”,手工操作,需要反复调整,劳动强度大,装配质量无法保证。介绍一种利用激光跟踪仪采集数据,将滑模控制与同步控制相结合,控制车间自主设计的支撑架车进行部段的姿态调整,从而实现火箭部段自动化对接的方法。首先介绍激光跟踪仪布置方法以及架车调姿原理,然后通过Lagrange法对系统进行分析并计算出系统控制模型,最后通过MATLAB仿真进行论证。此方法大大提高了装配精度和装配效率,降低了人工劳动强度。

为实现航天发射场地面推进剂输送连接器与运载火箭上接口的自动对接,提高自动对接过程动态跟踪性能,构建一种采用伺服控制技术的直角坐标式自动对接装置方案,可以实现检测、控制及位姿调整功能;基于MATLAB/Simulink软件搭建了数学仿真模型,开展了装置的阶跃及频率特性分析,并通过研制的自动对接试验平台进行了一系列连接器自动对接试验。结果表明:在箭上接口晃动频率不大于0. 5 Hz时,自动对接装置跟踪运动幅值无衰减,相位滞后不超过0. 5°;装置跟踪误差随箭上接口正弦运动速度的增加而增大,跟踪性能降低。

该文建立了连接器自动对接装置液压伺服控制系统在刚性基座、柔性基座两种不同工况下的数学模型,并分别进行仿真了分析。依据仿真结果,摆杆刚度对控制稳定性和控制精度有较大影响;特别是在大风环境,摆杆、火箭在风载作用下加速摆动,二者间有一定相对运动速度,摆杆刚度对控制系统的动态跟踪精度影响更加明显。并由此得出,控制系统采用阀控液压缸方式时,摆杆必须满足必要的刚度条件。该文可对采用阀控液压缸方式实现连接器自动对接装置或各类底座刚性较差的类似产品的控制系统设计提供参考。

该文对两种典型连接器自动对接装置进行了介绍及对比分析。针对液压马达驱动式三自由度机器人方案,建立了系统数学模型,通过仿真分析,判定系统稳定性,并对控制误差进行分析;针对摆杆随动式对接系统,介绍了系统组成结构、对中工作原理、对接性能。最后对两种方案的优缺点进行分析,给出了推荐的应用场合。该文可供连接器自动对接装置设计提供参考,也可供其他类似有对接需求的场合提供技术借鉴。