CN105700355A - 空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制方法及实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制方法及实验装置。包括主控计算机、视觉检测设备、光学标识、目标物仿真器、弹性系绳、系绳收放装置、任务平台仿真器和基础平台的实验装置。设计了可模拟空间微重力环境的地面防冲击缓冲释放实验平台，为地面验证所所提控制策略的有效性提供了基础。是一种简单、有效的绳系组合体防冲击缓冲控制方法，能够通过系绳的张力控制对组合体实现防冲击缓冲控制避免系统冲击和碰撞。具有控制简单、控制相应快、鲁棒性强、工程实现方便等优点；此方法适用于一般性场合的空间绳系组合体的控制。本发明可以模拟空间失重环境的地面实验平台，此平台具有广义适用性，可进行其他相关的空间模拟实验。

Description

空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制方法及实验装置

技术领域

本发明涉及空间绳网捕获后绳系组合体的控制，尤其涉及一种空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制方法及实验装置。

背景技术

空间绳网捕获系统作业一般可分解为交会接近、绳网发射、目标物包裹与锁紧、拖曳离轨以及目标物分离等任务过程，这些过程一般需要通过系绳收放和张力控制配合实现。目标物捕获过程是一个比较复杂的过程，任务平台通过跟瞄系统接近目标物，在绳网发射前尽量使两者速度差控制在一定小范围内，但跟瞄系统测量误差和任务任务平台控制误差，绳网发射、绳网与目标物的碰撞、绳网收口包裹等环节都会产生两者能量的交换。所以，在绳网完成捕获后，任务平台与目标物的运动速度一般是不同的，两者接近会使两刚体发生碰撞冲击，两者远离会使系绳产生张紧压力使得得两者再次拉拢而发生冲击，使得捕获任务失败，提出的策略是，当两者接近时，任务平台主动避让，并当松驰的系绳张紧时采用防冲击缓冲控制策略，使两者产生平动(无相对平动速度)，同样，对相对速度远离时也采用此控制策略。空间绳网捕获系统在捕获后短时内需进行防冲击缓冲控制，其目的就是要通过系绳张力控制实现系统防冲击的目的。另外，柔性系绳张力是一种被动力，必须要有外力作用系绳上才会产生张力而且张力大小也是由外力决定，而张力作用的直接结果就是使系绳发生变形，从系绳张力产生机理层面来说其产生方式是千差万别的，故要建立普适性的张力模型是不现实的，必须结合具体应用来分析。空间绳系组合体的系绳张力控制有其特殊性，如系统所处的环境是微重力环境受到的约束较少，空间动力学模型和地面模型有差别，空间绳网捕获后的绳系组合体的防冲击缓冲控制是一项亟需解决的基础性的关键技术。

发明内容

针对上述绳网捕获后因目标物相对于任务平台的速度引起系统冲击，本发明的目的在于提供一种空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制方法及实验装置，是一种控制响应灵敏、张力跟踪迅速的绳系组合体速度-张力双闭环防冲击缓冲释放控制方法及实验装置

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一、一种空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制方法，该方法的步骤如下：

步骤1)设定任务平台与目标物的指令速度差Δv_ref＝0，与测量的实际速度差Δv进行比较，并假设二者的差值e_v；

步骤2)指令速度差Δv_ref与实际速度差Δv的差值e_v作为比例控制器P的输入，并假设比例控制系数为k_p1；

步骤3)假设任务平台上施加的沿组合体运动正方向的机动推力为F，为使实际速度差Δv平衡点在零点，需要对系统进行前馈补偿，且补偿系数为K_m＝m₂/(m₁+m₂),其中m₁为任务平台的质量，m₂为目标物质量；

步骤4)速度环的输出k_p1e_v与任务平台的前馈补偿之和(k_p1e_v+K_mF)作为指令张力F_Tref，指令张力F_Tref与实际张力F_T进行比较，并假设张力差值为e_T；

步骤5)张力差值e_T作为PID控制器的输入，经PID控制器后的输出量作为系绳收放装置伺服电机的驱动电压U；

步骤6)假设空间绳系组合体的开环传递函数为W(s)，则系绳收放装置伺服电机的驱动电压U与机动推力F作为系统开环传递函数W(s)的输入，共同作用于空间绳系组合体，实现空间绳系组合体的防冲击缓冲控制。

所述PID控制器为抗积分饱和PID控制器，防止因执行机构输出有限，造成PID控制器输出饱和现象。

二、一种空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制实验装置

本发明包括主控计算机、视觉检测设备、光学标识、目标物仿真器、弹性系绳、系绳收放装置、任务平台仿真器和基础平台；任务平台仿真器与目标物仿真器均通过各自底部的气浮轴承使两者在基础平台上处于“悬浮”状态，任务平台仿真器内安装有系绳收放装置，系绳收放装置内的弹性系绳与目标物仿真器中的绳栓相连接，通过系绳收放装置控制系绳的收放和张力控制；视觉检测设备安装在基础平台的正上方，视觉检测设备与主控计算机相连接，视觉检测设备与任务平台仿真器和目标物仿真器上表面的光学标识共同完成系统的位置和姿态检测。

所述基础平台下面四角上分别设有可调支架，每个可调支架上均装有基础平台的水平调节螺母。

所述任务平台仿真器，包括系绳收放装置、第一蓄电池，第一、第二高压气瓶，第一、第二可控气阀，第一、第二推力喷气嘴，第一、第二、第三气浮轴承，第一圆形底板和第一控制主板；第一、第二、第三气浮轴承均布于第一圆形底板的下底面，系绳收放装置放置在第一圆形底板中心位置处，系绳收放装置的两侧对称放置有第一、第二高压气瓶，第一、第二高压气瓶分别连接第一、第二可控气阀，第一、第二高压气瓶安装在第一底板上面，系绳收放装置的后面放置第一蓄电池与第一控制主板；第一、第二高压气瓶的出口分别与第一、第二可控气阀的进气孔连接，第一可控气阀的三个出气口分别与第一、第二、第三气浮轴承的进气口连接，第二可控气阀的两个出气口分别与第一、第二推力喷气嘴连接。

所述目标物仿真器，包括第二蓄电池，第三、第四高压气瓶，第三、第四可控气阀，第三、第四推力喷气嘴，第四、第五、第六气浮轴承，第二圆形底板和第二控制主板；第四、第五、第六气浮轴承均布于第二圆形底板的下底面，绳柱的两侧对称放置有第三、第四高压气瓶，第三、第四高压气瓶分别连接第三、第四可控气阀，第三、第四高压气瓶安装在第二底板上面，第三、第四高压气瓶后面放置第二蓄电池与第二控制主板；第三、第四高压气瓶的出口分别与第三、第四可控气阀的进气孔连接，第三可控气阀的三个出气口分别与第四、第五、第六气浮轴承的进气口连接，第四可控气阀的两个出气口分别与第三、第四推力喷气嘴连接。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明提供了简单、有效的绳系组合体防冲击缓冲控制方法，能够通过对系绳的张力控制对组合体实现防冲击缓冲控制避免系统冲击和碰撞。具有控制简单、控制响应快、鲁棒性强、工程实现方便等优点。此方法适用于一般性场合的空间绳系系统的控制。

2、本发明提供了可以模拟空间失重环境的地面防冲击缓冲实验平台，此平台具有广义适用性，可进行其他相关的空间模拟实验。

附图说明

图1是本发明的空间绳网捕获目标物后的绳系组合体模型。

图2是本发明的速度-张力双闭环控制系统原理图。

图3是本发明的地面气浮实验平台示意图。

图4是本发明的任务平台仿真器结构原理图。

图5是本发明的目标物仿真器结构原理图。

图6是本发明的系绳收放装置结构原理图。

图中：1、任务平台，2、系绳收放装置，3、空间系绳，4、目标物，5、主控计算机，6、视觉检测设备，7、光学标识，8、目标物仿真器，9、弹性系绳，10、任务平台仿真器，11、调节螺母，12、可调支架，13、基础平台，14、蓄电池，15、高压气瓶，16、可控气阀，17、推力喷气嘴，18、导气管，19、气浮轴承，20、圆形底板，21、控制主板，22、绳柱，23、电磁刹车，24、伺服电机，25、减速器，26、锥齿轮，27、卷筒，28、驱动器，29、走绳板，30、绳长测量模块，31、张力传感器，32、角度测量模块，33、底板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，空间绳网捕获系统完成捕获后，假设目标物4存在相对任务平台1的初始速度，将对空间系绳3造成较大的冲击，当存在任务平台1喷气推力F时，则系统会在系绳的弹性作用下存在持续的振动，不利于组合体的稳定,考虑通过系绳收放装置对系绳释放达到组合体防冲击的目标。

系统假设如下：

(1)任务平台的推进力F方向通过目标物4和任务平台1质心连线，目标物4和任务平台1质心与空间系绳3在一条直线上，空间系绳3保持张紧状态；

(2)忽略系绳收放装置卷筒上卷绕空间系绳的变形量；

(3)不考虑任务平台1和目标物4姿态以及空间绳系3组合体的摆动；

(4)空间系绳3为轻质材料，且长度较短，在百米范围内，质量可忽略不计。

空间绳系3组合体系统开环传递函数求解：

以目标物4质心初始位置为原点，指向任务平台1质心方向为x轴正方向建立惯性坐标系。设任务平台1的质量和运动位置分别是m₁和x₁，目标物4的质量和运动位置分别为m₂和x₂，系绳收放装置卷筒卷绕半径为R，卷筒转动惯量J，空间系绳总长度为L₀，卷筒上卷绕系绳长度为ξ，系绳在卷筒上的卷绕角度为卷筒角速度为ω_l，任务平台与目标物之间空间系绳长度应为L₀-ξ，空间系绳张力为F_T，空间系绳变形量为δ。

任务平台1和目标物4质心运动满足：

$\left\{\begin{array}{c}{m}_1{\stackrel{\·\·}{x}}_1=F-F_T\\ m_2{\stackrel{\·\·}{x}}_2=F_T\end{array}\right.---\left(1\right)$

这时，考虑空间系绳模型较为复杂，具有时变的迟滞非线性特性，可设空间系绳张力为空间系绳变形量及空间系绳变形量对时间导数的时变函数，且考虑到空间系绳轴向只能拉伸无法压缩：

$\left\{\begin{array}{cc}{F}_T=f(\mathrm{\δ},\stackrel{\·}{\mathrm{\δ}},t),& \mathrm{\δ}>0\\ F_T=0,& \mathrm{\δ}\≤0\end{array}\right.---\left(2\right)$

系绳收放装置驱动单元采用的是伺服电机和减速器组合，设U、r_a和L_a分别为伺服电机两相电枢绕组两端电压、相间电阻和相间电感，ω_e(rad/s)为伺服电机转子相对定子转速，K_e为伺服电机常数，i为减速器的减速比，η为减速器传动效率，F_Tl为空间系绳离开卷筒处张力，τ_c为卷筒受到了库仑摩擦力矩，b为黏性摩擦系数，对伺服电机及卷筒有：

$\left\{\begin{array}{c}J{\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}}_l=-{\mathrm{RF}}_{Tl}+{\mathrm{\ηiK}}_e{I}_a-{\mathrm{\τ}}_c-{\mathrm{b\ω}}_l\\ L_a{\stackrel{\·}{I}}_a=U-{\mathrm{iK}}_e{\mathrm{\ω}}_l-r_a{I}_a\end{array}\right.---\left(3\right)$

事实上空间系绳在系绳收放装置内部各处的张力是不同的，由于空间系绳在系绳收放装置内部要经过若干导线轮导向，将受到其摩擦力影响，系绳最终离开张力控制机构处的张力与卷筒处张力有区别。设空间系绳在系绳收放装置内部受到的摩擦力为f_c，摩擦力方向与空间系绳的相对运动或是相对运动趋势方向相反，满足：

F_Tl＝F_T+f_c(4)

任务平台1与目标物4质心有相互的位置关系：

x₁-x₂＝L₀-ξ+δ(5)

其中，因为L₀-ξ等于任务平台1与目标物4之间系绳长度，故任务平台1与目标物4之间的距离减去它们之间的空间系绳长度得到的就是空间系绳的伸长量，当伸长量为负数时表示空间系绳长度大于任务平台与目标物之间的距离，空间系绳处于松弛状态，δ为空间系绳松弛部分的绳长。

对(5)式两边取时间的二阶导数有：

由式(1)、(3)、(6)可得空间绳系组合体系统关于x₁、δ、I_a的状态方程：

其中，空间系绳张力F_T由式(2)给出，系统以任务平台的推进力F以及伺服电机的电压U作为输入。

为分析空间绳系组合体系统的碰撞冲击问题，作为简化可采用不可压缩弹性杆线性模型来描述空间系绳的弹性和振动特性，并考虑空间系绳自身的结构阻尼。粘弹性材料本构关系常采用开尔文模型来表示，同时考虑到空间绳系组合体空间系绳长度是由系绳收放装置收放而变化的，空间系绳刚度和阻尼系数和系绳原长成反比，式(2)可写为：

$F_T=k\mathrm{\δ}+c\stackrel{\·}{\mathrm{\δ}}---\left(8\right)$

其中

E为系绳弹性模量，A为系绳横截面积，ε₀为绳长L₀-ξ₀时阻尼系数。在空间绳系组合体冲击碰撞时系绳长度变化不大，可认为绳长为定值，其刚度系数k和阻尼系数c为常数。从式(7)的第3个方程可以发现，摩擦力项τ_c和Rf_c与状态变量以及输入无关，可作如下变量替换将其消去：

$i_a=I_a-\frac{{\mathrm{\τ}}_c-{\mathrm{Rf}}_c}{{\mathrm{\ηiK}}_e},U_s=U-\frac{r_a({\mathrm{\τ}}_c-{\mathrm{Rf}}_c)}{{\mathrm{\ηiK}}_e}---\left(9\right)$

事实上，上式的物理意义是部分输入电压和电枢电流补偿了摩擦力的作用，经过补偿后的系统不再含有常数项。质心位置x₁和x₂的运动由推进力和空间系绳张力可完全确定，引入空间系绳变形量δ，由式(8)式计算出空间系绳张力后积分运算可得到x₁。因此，将式(8)代入式(7)可得到以为状态矢量的状态空间表达式：

$\left\{\begin{array}{c}\stackrel{\·}{x}=Ax+Bu\\ y=Cx\end{array}\right.---\left(10\right)$

式中

$A=\left[\begin{array}{cccc}-c(\frac{m_1+m_2}{m_1{m}_2}+\frac{R^2}{J})& -b\frac{R}{J}& -k(\frac{m_1+m_2}{m_1{m}_2}+\frac{R^2}{J})& \frac{{\mathrm{iK}}_e\mathrm{\η}R}{J}\\ -\frac{cR}{J}& -\frac{b}{J}& -\frac{kR}{J}& \frac{{\mathrm{iK}}_e\mathrm{\η}}{J}\\ 1& 0& 0& 0\\ 0& -\frac{{\mathrm{iK}}_e}{L_a}& 0& -\frac{r_a}{L_a}\end{array}\right],B=\left[\begin{array}{cc}\frac{1}{m_1}& 0\\ 0& 0\\ 0& 0\\ 0& -\frac{1}{L_a}\end{array}\right]$

$C=\left[\begin{array}{cccc}1& -R& 0& 0\\ c& 0& k& 0\end{array}\right],u=\left[\begin{array}{c}F\\ U_s\end{array}\right],y=\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_1-{\stackrel{\·}{x}}_2\\ F_T\end{array}\right]$

以任务平台推进力F和系绳收放装置伺服电机等效输入电压U_s组成输入矢量u，任务平台与目标物质心速度差和空间系绳张力为系统输出，任务平台与目标物质心速度差是由式(5)对时间求一次导得到，反映了任务平台与目标物之间的相对运动，速度差为0时任务平台与目标物以相同的速度形成稳定组合体。

系统的开环传递函数为：

W(s)＝C(sI-A)^-1B(11)

至此，已求出空间绳系组合体的开环传递函数。

系统控制方法：

如图2所示，空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制方法，采用以下步骤：

步骤1)设定任务平台与目标物的指令速度差Δv_ref＝0，与测量的实际速度差Δv进行比较，并假设二者的差值e_v；

步骤2)指令速度差Δv_ref与实际速度差Δv的差值e_v作为比例控制器P的输入，并假设比例控制系数为k_p1；

步骤3)假设任务平台上施加的沿组合体运动正方向的机动推力为F，为使实际速度差Δv平衡点在零点，需要对系统进行前馈补偿，且补偿系数为K_m＝m₂/(m₁+m₂),其中m₁为任务平台的质量，m₂为目标物质量；

步骤4)速度环的输出k_p1e_v与任务平台的前馈补偿之和(k_p1e_v+K_mF)作为指令张力F_Tref，指令张力F_Tref与实际张力F_T进行比较，并假设张力差值为e_T；

步骤5)张力差值e_T作为PID控制器的输入，经PID控制器后的输出量作为系绳收放装置伺服电机的驱动电压U；

步骤6)假设空间绳系组合体的开环传递函数为W(s)，则系绳收放装置伺服电机的驱动电压U与机动推力F作为系统开环传递函数W(s)的输入，共同作用于空间绳系组合体，实现空间绳系组合体的防冲击缓冲控制。

所述PID控制器为抗积分饱和PID控制器，防止因执行机构输出有限，造成PID控制器输出饱和现象。

空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制实验装置：

如图3所示，本发明包括主控计算机5、视觉检测设备6、光学标识7、目标物仿真器8、弹性系绳9、系绳收放装置2、任务平台仿真器10和基础平台13；任务平台仿真器10与目标物仿真器8均通过各自底部的气浮轴承19使两者在基础平台13上处于“悬浮”状态，任务平台仿真器10内安装有系绳收放装置2，系绳收放装置2内的弹性系绳9与目标物仿真器8中的绳栓22相连接，通过系绳收放装置2控制系绳的收放和张力控制；视觉检测设备6安装在基础平台13的正上方，视觉检测设备6与主控计算机5相连接，视觉检测设备(6)与任务平台仿真器10和目标物仿真器8上表面的光学标识7共同完成系统的位置和姿态检测；数据处理后形成系统的运动状态。

所述基础平台13下面四角上分别设有可调支架12，每个可调支架12上均装有能调节基础平台的调节螺母11。

防冲击缓冲释放控制实验的初始阶段，任务平台仿真器10的质心与系绳收放装置2的出绳口连线、目标物仿真器8的质心与绳柱22的连线、弹性系绳9轴线方向三者处于同一直线上，弹性系绳9处于松弛状态，通过目标物仿真器8的推力喷气口17使得目标物仿真器8具有一定初始速度，随着任务仿真器8的远离，弹性系绳9会逐渐张紧，此后利用系绳收放装置2通过如图2所示的防冲击缓冲控制对弹性系绳9逐渐释放使任务平台10与目标物仿真器8最终达到同向同速运动的状态而避免系统冲击。

如图4所示，所述任务平台仿真器10，包括系绳收放装置2、第一蓄电池14，第一、第二高压气瓶15，第一、第二可控气阀16，第一、第二推力喷气嘴17，导气管18，第一、第二、第三气浮轴承19，第一圆形底板20和第一控制主板21；第一、第二、第三气浮轴承19均布于第一圆形底板20的下底面，系绳收放装置2放置在第一圆形底板20中心位置处，系绳收放装置2的两侧对称放置有第一、第二高压气瓶15，第一、第二高压气瓶15分别连接第一、第二可控气阀16，第一、第二高压气瓶15安装在第一底板20上面，系绳收放装置2的后面放置第一蓄电池14与第一控制主板21。

第一、第二高压气瓶15的出口分别与第一、第二可控气阀16的进气孔连接，第一可控气阀16的三个出气口分别与第一、第二、第三气浮轴承19的进气口连接，第二可控气阀16的两个出气口分别与第一、第二推力喷气嘴17连接。

如图5所示，所述目标物仿真器8，包括第二蓄电池14，第三、第四高压气瓶15，第三、第四可控气阀16，第三、第四推力喷气嘴17，导气管18，第四、第五、第六气浮轴承19，第二圆形底板20和第二控制主板21；第四、第五、第六气浮轴承19均布于第二圆形底板20的下底面，绳柱22的两侧对称放置有第三、第四高压气瓶15，第三、第四高压气瓶15分别连接第三、第四可控气阀16，第三、第四高压气瓶15安装在第二底板20上面，第三、第四高压气瓶15后面放置第二蓄电池14与第二控制主板21。

第三、第四高压气瓶15的出口分别与第三、第四可控气阀16的进气孔连接，第三可控气阀16的三个出气口分别与第四、第五、第六气浮轴承19的进气口连接，第四可控气阀16的两个出气口分别与第三、第四推力喷气嘴17连接。

利用Newway气浮轴承实现目标物仿真器8与任务平台仿真器10的无摩擦力，以此模拟空间微重力环境。

任务平台仿真器10与目标物仿真器8均相对于系绳对称安装有一对推力喷气嘴17，以实现对任务平台仿真器10与目标物仿真器8的位置控制。

如图6所示，所述系绳收放装置10，见申请人申请的申请日为“2013年10月23”，专利号为“ZL201310505583.9”，发明名称为“一种张力和收放长度可控的系绳收放装置”的发明专利。

电磁刹车23、伺服电机24与减速器25构成系绳收放装置的动力模块，为节省空间，从减速器25输出轴输出的动力经过一对锥齿轮26传递给卷筒27，为实现电机驱动，系绳收放装置配有电机驱动器28，系绳9固定于卷筒27的内壁处，通过卷筒27的转动实现系绳的收放，走绳板29上安装有绳长测量模块30、张力传感器31和角度测量模块32，系绳从卷筒内壁经走绳模块后可一次得到系绳收放的长度、系绳张力及系绳两自由度姿态入角，上述各部件都安装在底板33上表面，底板33安装在圆形底板20上。

Claims (6)

1.一种空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制方法，其特征在于，该方法的步骤如下：

步骤1)设定任务平台与目标物的指令速度差Δv_ref＝0，与测量的实际速度差Δv进行比较，并假设二者的差值e_v；

步骤2)指令速度差Δv_ref与实际速度差Δv的差值e_v作为比例控制器P的输入，并假设比例控制系数为k_p1；

步骤3)假设任务平台上施加的沿组合体运动正方向的机动推力为F，为使实际速度差Δv平衡点在零点，需要对系统进行前馈补偿，且补偿系数为K_m＝m₂/(m₁+m₂),其中m₁为任务平台的质量，m₂为目标物质量；

步骤4)速度环的输出k_p1e_v与任务平台的前馈补偿之和(k_p1e_v+K_mF)作为指令张力F_Tref，指令张力F_Tref与实际张力F_T进行比较，并假设张力差值为e_T；

步骤5)张力差值e_T作为PID控制器的输入，经PID控制器后的输出量作为系绳收放装置伺服电机的驱动电压U；

步骤6)假设空间绳系组合体的开环传递函数为W(s)，则系绳收放装置伺服电机的驱动电压U与机动推力F作为系统开环传递函数W(s)的输入，共同作用于空间绳系组合体，实现空间绳系组合体的防冲击缓冲控制。

2.根据权利1所述的一种空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制方法，其特征在于：所述PID控制器为抗积分饱和PID控制器，防止因执行机构输出有限，造成PID控制器输出饱和现象。

3.实施权利要求1所述方法的一种空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制实验装置，其特征在于：包括主控计算机(5)、视觉检测设备(6)、光学标识、目标物仿真器(8)、弹性系绳(9)、系绳收放装置(2)、任务平台仿真器(10)和基础平台(13)；任务平台仿真器(10)与目标物仿真器(8)均通过各自底部的气浮轴承使两者在基础平台(13)上处于“悬浮”状态，任务平台仿真器(10)内安装有系绳收放装置(2)，系绳收放装置(2)内的弹性系绳(9)与目标物仿真器(8)中的绳栓(22)相连接，通过系绳收放装置(2)控制系绳的收放和张力控制；视觉检测设备(6)安装在基础平台(13)的正上方，视觉检测设备(6)与主控计算机(5)相连接，视觉检测设备(6)与任务平台仿真器(10)和目标物仿真器(8)上表面的光学标识共同完成系统的位置和姿态检测。

4.根据权利要求3所述的一种空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制实验装置，其特征在于：所述基础平台(13)下面四角上分别设有可调支架，每个可调支架上均装有能调节基础平台的调节螺母。

5.根据权利要求3所述的一种空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制实验装置，其特征在于：所述任务平台仿真器(10)，包括系绳收放装置(2)、第一蓄电池，第一、第二高压气瓶，第一、第二可控气阀，第一、第二推力喷气嘴，第一、第二、第三气浮轴承，第一圆形底板和第一控制主板；第一、第二、第三气浮轴承均布于第一圆形底板的下底面，系绳收放装置(2)放置在第一圆形底板中心位置处，系绳收放装置(2)的两侧对称放置有第一、第二高压气瓶，第一、第二高压气瓶分别连接第一、第二可控气阀，第一、第二高压气瓶安装在第一底板上面，系绳收放装置(2)的后面放置第一蓄电池与第一控制主板；第一、第二高压气瓶的出口分别与第一、第二可控气阀的进气孔连接，第一可控气阀的三个出气口分别与第一、第二、第三气浮轴承的进气口连接，第二可控气阀的两个出气口分别与第一、第二推力喷气嘴连接。

6.根据权利要求3所述的一种空间绳系组合体防冲击缓冲释放控制实验装置，其特征在于：所述目标物仿真器(8)，包括第二蓄电池，第三、第四高压气瓶，第三、第四可控气阀，第三、第四推力喷气嘴，第四、第五、第六气浮轴承，第二圆形底板和第二控制主板；第四、第五、第六气浮轴承均布于第二圆形底板的下底面，绳柱(22)的两侧对称放置有第三、第四高压气瓶，第三、第四高压气瓶分别连接第三、第四可控气阀，第三、第四高压气瓶安装在第二底板上面，第三、第四高压气瓶后面放置第二蓄电池与第二控制主板；第三、第四高压气瓶的出口分别与第三、第四可控气阀的进气孔连接，第三可控气阀的三个出气口分别与第四、第五、第六气浮轴承的进气口连接，第四可控气阀的两个出气口分别与第三、第四推力喷气嘴连接。