[发明专利]一种基于SOPC的空间绳系机器人控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于SOPC的空间绳系机器人控制系统及方法，包括FPGA模块，该FPGA模块包括处理器，以及与处理器相连的PIO外设和UART内核，所述PIO外设通过通用I/O连接喷气推进装置；所述UART内核通过CAN通信网络与测量系统相连以实时采集空间绳系机器人的动力学和运动学信息，所述UART内核通过RS232接口与动力学仿真系统相连以接收理想的动力学和运动学信息，所述UART内核通过外接无线模块和空间搭载平台模拟系统进行通信以接收空间搭载平台的指令。本发明集成度高，体积小，软件可移植性好，FPGA内嵌的Nios II系统可定制，开发周期短，易升级。能够用于空间绳系机器人的地面实验。

主权项

一种基于SOPC的空间绳系机器人控制方法，其特征在于：所述控制方法包括逼近段、调准段和捕获段，当空间搭载平台模拟系统启动释放命令后，测试系统即进入逼近段仿真，动力学仿真系统进入逼近动力学计算，FPGA的Nios II处理器接收到空间搭载平台的释放指令后，将接收的实时动力学和运动学信息和理想的动力学和运动学信息比较后，经计算形成喷气占空比数据，通过PIO外设传送给喷气推进装置，以调整姿态；然后进入到调准段，FPGA的Nios II处理器接收到空间搭载平台的释放指令后，将接收的实时动力学和运动学信息和理想的动力学和运动学信息比较后，经计算形成喷气占空比数据，通过PIO外设传送给喷气推进装置，以调整姿态；结束后进入到捕获段，FPGA的Nios II处理器接收到空间搭载平台的释放指令后，将接收的实时动力学和运动学信息和理想的动力学和运动学信息比较后，经计算形成喷气占空比数据，通过PIO外设传送给喷气推进装置，以调整姿态，进行更精确的调整，最后执行捕获操作。