薄膜捕获袋系统

一种用于空间碎片捕获的柔性薄膜捕获袋系统，比传统空间绳网更灵活可靠，并配备了高精度的姿态跟踪控制律。

Huang, Zhuoran · Chao, Tang · Qiang, Yu · Mohamed Shehata Saleh, Khaliel · 魏承

Space: Science and Technology (United States) 2023

参数信息

最终姿态跟踪误差

10⁻⁴

技术优势

比绳网更灵活可靠

薄膜捕获袋在捕获空间碎片时，比传统的空间绳网具有更好的适应性和可靠性，能降低任务失败风险。

刚柔耦合模型更准确

采用高阶绝对节点坐标公式（ANCF）建立薄膜动力学模型，比有限元分析软件ABAQUS具有更好的收敛性，能更精确地分析柔性结构变形和振动。

收敛更快

在FNTSM+FxESO控制律下，姿态跟踪误差的收敛速度比NTSM+扩张观测器控制律更快。

跟踪精度达10⁻⁴

最终姿态跟踪误差约为10⁻⁴，证明了所设计控制器的高精度性能。

应用场景

• 空间碎片清理：用薄膜袋柔性包裹碎片并可靠拖离轨道，避免绳网缠绕风险。
• 航天器捕获机构：替代绳网作为捕获末端执行器，适应多种碎片形状。
• 航天器姿态控制：在柔性结构大幅振动下仍保持10⁻⁴姿态精度，确保捕获稳定。