大型空间机械臂动力学建模与稳定控制策略
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第10-24页 |
| 1.1 本论文研究的目的和意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-22页 |
| 1.2.1 国内外大型空间机械臂研究现状 | 第11-16页 |
| 1.2.2 大型空间机械臂控制方法研究现状 | 第16-18页 |
| 1.2.3 地面仿真验证系统研究现状 | 第18-22页 |
| 1.3 本论文的主要研究工作 | 第22-24页 |
| 第2章 七自由度空间机械臂轨迹优化 | 第24-38页 |
| 2.1 七自由度空间机械臂运动学 | 第24-27页 |
| 2.2 七自由度机械臂雅可比矩阵计算 | 第27-30页 |
| 2.2.1 雅可比矩阵参考坐标系的变换 | 第28页 |
| 2.2.2 线速度与角速度求解 | 第28-30页 |
| 2.2.3 七自由度空间机械臂逆雅可比矩阵计算 | 第30页 |
| 2.3 冗余自由度轨迹优化 | 第30-37页 |
| 2.3.1 轨迹规划及优化目标 | 第31-32页 |
| 2.3.2 五次插值规划 | 第32-35页 |
| 2.3.3 七自由度机器人轨迹优化的算法分析 | 第35-36页 |
| 2.3.4 轨迹优化应用 | 第36-37页 |
| 2.4 小结 | 第37-38页 |
| 第3章 机械臂整体漂浮基动力学模型 | 第38-50页 |
| 3.1 动力学建模方法比较 | 第38-39页 |
| 3.2 动力学量的空间矢量表示 | 第39-42页 |
| 3.2.1 基本变量表示 | 第40页 |
| 3.2.2 基本转换矩阵 | 第40-41页 |
| 3.2.3 单刚体运动方程 | 第41-42页 |
| 3.3 漂浮基动力学计算原理 | 第42-46页 |
| 3.4 漂浮基动力学模型计算 | 第46-49页 |
| 3.5 小结 | 第49-50页 |
| 第4章 关节电机动力学模型 | 第50-62页 |
| 4.1 永磁同步电机数学模型 | 第50-56页 |
| 4.2 关节电机动力学模型 | 第56-58页 |
| 4.2.1 关节负载力矩到电机电流的映射 | 第57页 |
| 4.2.2 电机电流到电机电压的映射 | 第57-58页 |
| 4.3 永磁电机动力学模型参数辨识 | 第58-61页 |
| 4.3.1 永磁同步电机定子电阻辨识方法 | 第59-60页 |
| 4.3.2 永磁同步电机转子磁链f? 的辨识 | 第60页 |
| 4.3.3 永磁同步电机定子电感qL的辨识 | 第60-61页 |
| 4.4 小结 | 第61-62页 |
| 第5章 双动力学前馈控制策略 | 第62-69页 |
| 5.1 传统的关节控制算法 | 第62-64页 |
| 5.1.1 普通PID三环控制策略 | 第62-63页 |
| 5.1.2 带有力矩环前馈的PID控制策略 | 第63-64页 |
| 5.2 基于双动力学前馈的控制策略 | 第64-67页 |
| 5.2.1 速度环前馈控制 | 第64-65页 |
| 5.2.2 电流环前馈控制 | 第65-66页 |
| 5.2.3 关节负载力矩前馈控制 | 第66页 |
| 5.2.4 整体控制策略 | 第66-67页 |
| 5.3 小结 | 第67-69页 |
| 第6章 实验设计及分析 | 第69-90页 |
| 6.1 实验系统设计 | 第69-74页 |
| 6.1.1 整体方案 | 第69-70页 |
| 6.1.2 仿真系统设计 | 第70-72页 |
| 6.1.3 实物验证平台设计 | 第72-74页 |
| 6.2 仿真结果及分析 | 第74-89页 |
| 6.2.1 轨迹优化实验 | 第74-76页 |
| 6.2.2 漂浮基动力学计算准确率实验 | 第76-80页 |
| 6.2.3 电机动力学模型参数辨识与模型验证 | 第80-83页 |
| 6.2.4 双动力学多前馈稳定控制实验 | 第83-87页 |
| 6.2.5 半物理仿真系统整体控制实验 | 第87-89页 |
| 6.3 小结 | 第89-90页 |
| 结论 | 第90-92页 |
| 参考文献 | 第92-99页 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 | 第99-100页 |
| 致谢 | 第100页 |
