文献综述
摘要：空间绳网是一种新型的在轨捕获技术，用于捕获空间碎片缓解日益紧张的空间环境问题。由于空间绳网具有复杂的非线性行为，对其进行动力学建模和仿真具有重大意义。
关键词：空间碎片 柔性网 动力学建模
- 引言
随着近年来绳系卫星系统(TSS)的发展,利用全柔性部件来提高航天系统的灵活性成为航天技术中的一个新的热点。[1-3]其中绳网捕获技术在非合作 合作目标捕获 、远距离捕获等方面展现了极大的应用潜力。绳网捕获是一种新型的非合作目标捕获方式 ,也可以用于合作目标的捕获 。在绳网捕获中,绳网捕获器平台向被捕获目标方向展开一张由细绳编织成的网,通过绳网包裹住目标航天器,利用绳网收口机构收拢网口并形成死锁防止目标脱离[4]。柔性飞网的发射可以采用发射牵引质量块的方式来完成, 这种发射系统质量较轻，适用于对非合作目标实施近距离快速捕获。以绳网为捕获手段的柔性捕获模式相交于使用机械臂的刚性捕获模式具有如下优点[5-6]：
1. 柔性飞网与自由飞行平台间通过系绳连接，二者动力学耦合形式简洁
2. 自由飞行平台通过天基目标测量系统可以实现对具有相对位移速度的非合作目标的快速指向跟踪，弥补了机械臂捕获动作迟缓的不足。
3. 绳网弹射捕获的方式增加了在轨捕获的有效作业距离，相对刚性捕获模式，绳网捕获避免了近距离的逼近及停靠机动，大大降低了捕获系统与目标发生碰撞的危险。
4. 绳网是面对点的捕获，可以通过增加绳网面积实现对弹射捕获误差冗余补偿，有效降低对系统姿态控制的要求。
5. 绳网捕获易于实现小型化设计，单个在轨捕获系统可以携带多套绳网捕获装置，在单次捕获任务失败的情况下可以实施二次捕获
- 绳网的建模
空间柔性绳网系统的抓捕过程主要分为三个阶段：绳网展开阶段、接触碰撞阶段和网口收紧阶段。其核心问题可以归纳为两个方面：柔性绳网动力学建模方法、多体系统接触碰撞模型，其中柔性绳网动力学建模方法是研究多体系统接触碰撞模型的基础。以下针对上述两个问题的国内外研究现状进行介绍。
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