题目：一种展开机构及其控制技术研究

空间伸展机构是航天器上主要机构之一，主要用于太阳帆的展开、天线展开、重力梯度杆、探测器的支撑等，在过去的几十年中，伸展机构技术取得了长足发展。随着空间任务，新技术需求的不断涌现，如大功率空间平台、快速轨道机动、微小卫星星座及其编队技术、空间科学技术的发展为伸展机构带来了大规模展开、多级展开、可重复展开、轻质大伸缩比等一系列新要求的设计。因此研究新型伸展机构及其控制技术具有重要意义。本文以一种绳索展开机构为研究对象，分析了绳索展开机构的运动过程，在绳索不伸长假设下建立了机构部件间运动关系和多刚体动力学模型。通过对展开过程的数值模拟，分析了该机构展开过程力学特性，研究了展开时间、摩擦系数对展开驱动的功耗和对固定平台扰动的影响，并对展开过程进行轨迹优化。同时，设计实现了基于AVR单片机的数字控制器，采用PID控制方法实现了对机构展开过程的控制。搭建了控制实验系统，完成了伸展机构控制实验，结果表明，伸展机构能够顺利展开，且通过PID控制能够使展开过程符合设计要求，其中展开位移精度可控制在5mm以内。