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摘要
针对现有的航天员地面微重力训练设备存在成本高、单次训练时间短、模拟精度低等问题，提出了一种柔索驱动的航天员虚拟微重力训练系统。通过采样航天员对作业对象的操作力，控制柔索驱动虚拟物体(末端执行器)运动，使虚拟物体符合在微重力环境中的运动规律。建立了柔索驱动训练系统的动力学模型，分析了系统的特性。针对传统力伺服系统多余力对控制力精度影响较大且难以克服的问题，提出了一种使用弹簧产生柔索张力的并联柔索全位置型控制方法，并引入力/速局部反馈的控制策略。实验结果表明，系统克服多余力效果明显，可以获得较高的驱动力控制精度；虚拟质量在操作力作用下的运动符合在微重力环境中的运动规律，且有较高的模拟精度；系统稳定性良好，可以实现微重力环境中移动不同质量物体的虚拟作业训练。
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