火星车机构集成控制系统设计与实现

摘要

航天器伺服机构一般采取分散控制的方法,通过地面遥操作进行控制和监视。为实现整车移动、悬架调整、通信天线指向、太阳翼对日定向、桅杆转动等多种功能,火星车配备了众多的电机和传感器。传统设计方式无法满足火星车集成化、自主化、容错控制的要求。制定了火星车机构集成控制系统的整体架构,并开展了优化设计。采用硬件资源复用、计算资源复用等策略实现了集成化设计目标;从运动规划、控制运算等多方面实现了自主管理功能;通过故障检测与应急处置、降级运行等功能满足了容错控制的设计需求。通过火星车机构控制系统的应用,在满足多项约束的前提下各项指标达到了最优,同时验证了设计方法的正确性和合理性。对功能复杂、约束严格的探测器机构控制系统具有一定的参考价值。