우주 로봇이 우주선을 포획하고 보조 도킹 작업의 순응성을 실현하기 위해 우주선 도킹 장치의 출력 힘과 자세의 정밀 제어를 연구하였으며, 관절 모터와 로봇 팔 사이에 스프링 댐핑 완충 장치를 추가하여 접촉 및 충돌 시 발생하는 큰 충격력으로 인한 관절 손상을 방지하였다. 먼저, Newton의 제3법칙, 포획점의 속도 제한 및 폐쇄 루프 시스템의 기하학적 제약을 결합하여 우주선 포획 후 혼합체 시스템의 동역학 방정식을 얻었고, 운동량 보존 관계를 통해 충돌 충격효과와 충격력을 계산하였다. 다음으로, 우주선 도킹 장치의 상대 탑재체 좌표계에 대한 운동학적 관계를 통해 도킹 작업 과정의 임피던스 모델을 구축하였다. 이후, 강인한 적응 이중층 슬라이딩 모드 제어 전략을 설계하였으며, 임피던스 제어와 결합되어 힘 부하 추종 제어 시스템을 통해 도킹 장치의 자세와 출력 힘을 정밀하게 제어하여 접촉 및 충돌 시 충격력을 줄였다. 이 제어 전략은 이중층 슬라이딩 모드 구조를 가지고 있으며, 첫 번째 층은 혼합체 시스템을 유한 시간 내에 수렴하도록 보장하고, 두 번째 층은 제어의 고이득 문제를 해결한다. 마지막으로 Lyapunov 정리를 통해 시스템의 안정성을 증명하였으며, 수치 시뮬레이션을 통해 제어 전략의 유효성을 검증하였다. 시뮬레이션 결과는 주어진 속도에서 완충 장치가 충돌 충격 모멘트를 최대 46.78%까지 감소시키고 출력 힘의 제어 정밀도가 0.5 N보다 우수하며 위치와 자세의 제어 정밀도가 10^{-3} m, 0.5°보다 우수함을 보여준다.

이중 팔 우주 로봇; 완충 장치; 보조 도킹 작업; 임피던스 제어; 이중 층 슬라이딩 모드