Para realizar a conformidade na captura de espaçonaves pelo robô espacial e nas operações assistidas de acoplamento, foi estudado o controle preciso da força e pose de saída do dispositivo de acoplamento da espaçonave, sendo adicionado um dispositivo amortecedor de mola entre o motor da articulação e o braço mecânico para prevenir danos nas articulações causados pelas grandes forças de impacto durante o contato e colisões. Primeiramente, combinando a terceira lei de Newton, a restrição de velocidade do ponto de captura e as restrições geométricas do sistema de malha fechada, foram obtidas as equações dinâmicas do sistema híbrido após a captura da espaçonave, calculando-se os efeitos do impacto e a força de impacto por meio da conservação do momento. Em seguida, por meio da relação cinemática do dispositivo de acoplamento da espaçonave em relação ao sistema de coordenadas do transportador, foi estabelecido um modelo de impedância durante o processo de acoplamento. Depois, foi projetada uma estratégia de controle deslizante robusta adaptativa de dupla camada, que, combinada com o controle de impedância, utiliza um sistema de controle de acompanhamento de carga de força para realizar o controle preciso da pose e força de saída do dispositivo de acoplamento, a fim de reduzir a força de impacto durante o contato e colisões. Essa estratégia de controle possui uma estrutura de modo deslizante dupla camada, onde a primeira camada garante a convergência finita do sistema híbrido e a segunda camada resolve o problema do ganho alto no controle. Por fim, a estabilidade do sistema foi demonstrada pelo teorema de Lyapunov; a eficácia da estratégia de controle proposta foi validada por simulações numéricas. Os resultados da simulação mostram que, na velocidade dada, o dispositivo amortecedor pode reduzir o torque de impacto da colisão em até 46,78%, a precisão do controle da força de saída é melhor que 0,5 N, e a precisão do controle da posição e atitude é melhor que 10^{-3} m e 0,5°.

Robô espacial de dois braços; dispositivo amortecedor; operação assistida de acoplamento; controle de impedância; modo deslizante de dupla camada