空間機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法

內(nèi)容概要

　　本書是關(guān)于雙臂自由飛行空間機(jī)器人廣義雅可比矩陣的推導(dǎo)及運(yùn)動(dòng)控制方面的技術(shù)專著。第一章介紹了自由飛行空間機(jī)器人的概念及國內(nèi)外空間機(jī)器人的研究現(xiàn)狀，闡述了空向機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制及姿態(tài)控制研究。第二章至第九章主要論述了雙臂自由飛行空間機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制理論和方法，包括雙臂n自由度空間機(jī)器人的廣義雅可比矩陣的推導(dǎo)，基于再生核理論的雙臂n自由度空間機(jī)器人的姿態(tài)控制的通用模型公式，基于受限最小干擾圖的姿態(tài)控制算法，DFFSR在自由浮游狀態(tài)下捕捉目標(biāo)的路徑規(guī)劃算法，DFFSR回收失效衛(wèi)星的?務(wù)規(guī)劃算法，基于再生核理論的多FFSR協(xié)調(diào)操作的動(dòng)力學(xué)控制，利用前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)空間機(jī)器人慣性參數(shù)的算法，以及利用Vega實(shí)現(xiàn)雙臂空間機(jī)器人三維動(dòng)畫仿真系統(tǒng)。 本書可供從事空間機(jī)器人、機(jī)器人學(xué)、機(jī)器人控制等研究領(lǐng)域的研究人員參考。

書籍目錄

第1章緒論 1．1 引言 1．2 自由飛行空間機(jī)器人概述 ]．2．1 自由飛行空間機(jī)器的概念 1．2．2　空間機(jī)器人的分類 1．2．3　空間機(jī)器人的發(fā)展過程 1．2．4 空間機(jī)器人的研究類別 1．3　空間機(jī)器人研究現(xiàn)狀 1．3．1　我國空間機(jī)器人研究現(xiàn)狀 1．3．2 國外空間機(jī)器人研究現(xiàn)狀 1．4　空間機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制及姿態(tài)控制研究 1．4．1　建模方法 1．4．2　運(yùn)動(dòng)控制 1．4．3　姿態(tài)控制第2章　雙臂n自由度空間機(jī)器人廣義雅可比矩陣推導(dǎo) 2．1　引言 2．2　模型及參數(shù)定義 2．3　運(yùn)動(dòng)學(xué)方程及廣義雅可比矩陣的推導(dǎo) 2．4　姿態(tài)受限廣義雅可比矩陣的推導(dǎo) 2．5　雙臂3自由度空間機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的計(jì)算機(jī)仿真 2．6　DFFSR的運(yùn)動(dòng)特性 2．6．1　姿態(tài)干擾特性 2．6．2 冗余特性 2．6．3　非完整性 2．7　DFFSR的工作空間及其劃分 2．7．1 工作空間 2．7．2　工作空間劃分 2．7．3　連桿質(zhì)量對(duì)工作空間的影響第3章　基于再生核理論的n自由度DFFSR姿態(tài)控制 3．1　引言 3．2　DFFSR姿態(tài)控制因素 3．3　再生核理論 3．3．1 定義 3．3．2　基本性質(zhì) 3．3．3　再生核的表示 3．3．4　H(R)的再生核 3．3．5　標(biāo)準(zhǔn)正交基 3．3．6　函數(shù)的逼近 3．4　基于再生核理論的n自由度DFFSR姿態(tài)控制 3．4．1　姿態(tài)控制 3．4．2　算法步驟 3．5　基于再生核理論的DFFSR姿態(tài)控制仿真 3．5．1　仿真目的 3．5．2　仿真實(shí)驗(yàn) 3．6　與其他姿態(tài)控制算法的比較第4章　基于受限最小干擾圖的DFFSR姿態(tài)控制 4．1　干擾圖與增強(qiáng)干擾圖 4．1．1　干擾圖 4．1．2　增強(qiáng)干擾圖　……第5章　DFFSR在浮游狀態(tài)下捕捉目標(biāo)的路徑規(guī)劃算法第6章　DFFSR回收失效衛(wèi)星的任務(wù)規(guī)劃第7章　基于再生核理論實(shí)現(xiàn)多FFSR協(xié)調(diào)控制第8章　空間機(jī)器人的參數(shù)辨識(shí)第9章　基于Vega的DFFSR三維視景仿真系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：1.3.1我國空間機(jī)器人研究現(xiàn)狀我國航天事業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，為空間機(jī)器人的研制積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)并取得了豐碩的成果：1）我國已經(jīng)發(fā)射了幾十顆衛(wèi)星，對(duì)太空環(huán)境有了較深入的研究；2）通過長(zhǎng)期的航天探測(cè)活動(dòng)，我國在航天材料、電子技術(shù)、飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及航天系統(tǒng)的應(yīng)用方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，掌握了較為豐富的空間應(yīng)用技術(shù)資料；3）我國的機(jī)器人技術(shù)和衛(wèi)星發(fā)射技術(shù)不斷進(jìn)步，為在衛(wèi)星上搭載空間機(jī)器人系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；4）我國已經(jīng)發(fā)射了7艘神舟號(hào)飛船，完成了3次載人航天飛行，在航天通信和航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)；5）國家863計(jì)劃空間機(jī)器人專家組和哈爾濱工業(yè)大學(xué)的科研人員對(duì)日本發(fā)射的ETS-Ⅶ和它所完成的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深入的技術(shù)分析，為FFSR的研制提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。目前我國在技術(shù)上已經(jīng)具備了條件，可以利用空間機(jī)器人技術(shù)配合返回艙進(jìn)行空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)、加工生產(chǎn)新材料以及新藥品等。國家高技術(shù)航天領(lǐng)域空間機(jī)器人工程研究中心已研制出一種艙外自由移動(dòng)機(jī)器人（Extravehicular Mobile Robot，EMR），如圖1-1所示。EMR能夠完成擰螺絲、拔插頭、抓拿浮游物體等精細(xì)操作，通過事先輸入的指令和空間站的遙控，還可以對(duì)空間站進(jìn)行裝配、檢測(cè)和維修，提供照料和維護(hù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)等多種服務(wù)。在研制空間機(jī)器人的同時(shí)，空間機(jī)器人工程研究中心還正在抓緊重點(diǎn)研制無人遙控月球探測(cè)機(jī)器人（即月球車）。鑒于空間機(jī)器人在空間探索的重要作用，國內(nèi)的一些高校和部分研究院所都在進(jìn)行空間機(jī)器人的基礎(chǔ)研究工作，部分單位研制成功了地面實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

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