| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第17-39页 |
| 1.1 课题来源 | 第17页 |
| 1.2 课题研究背景与意义 | 第17-18页 |
| 1.3 空间站与空间机械臂应用发展现状 | 第18-23页 |
| 1.3.1 国内外空间站发展现状 | 第19-21页 |
| 1.3.2 国内外空间机械臂应用现状 | 第21-23页 |
| 1.4 空间站转位系统动力学与控制研究 | 第23-36页 |
| 1.4.1 柔性多体系统动力学建模 | 第24-25页 |
| 1.4.2 动力学模型降阶 | 第25-26页 |
| 1.4.3 空间站姿态控制方法研究 | 第26-27页 |
| 1.4.4 机械臂柔性关节控制研究 | 第27-29页 |
| 1.4.5 柔性结构振动控制方法研究 | 第29-36页 |
| 1.5 本文研究内容及组织结构 | 第36-39页 |
| 1.5.1 主要研究内容 | 第36-37页 |
| 1.5.2 论文组织结构 | 第37-39页 |
| 第2章 空间站转位系统动力学建模 | 第39-61页 |
| 2.1 引言 | 第39页 |
| 2.2 空间站转位系统 | 第39-44页 |
| 2.2.1 转位系统结构描述与坐标系 | 第41-42页 |
| 2.2.2 柔性体的有限元描述 | 第42-43页 |
| 2.2.3 转位系统特点分析 | 第43-44页 |
| 2.3 运动学 | 第44-48页 |
| 2.3.1 各微元体的速度与加速度 | 第44-46页 |
| 2.3.2 欧拉角 | 第46页 |
| 2.3.3 瞬时质心方程 | 第46-47页 |
| 2.3.4 改造加速度表达式 | 第47-48页 |
| 2.4 空间站转位系统动力学建模 | 第48-54页 |
| 2.4.1 子系统 C 体力矩平衡方程 | 第48-49页 |
| 2.4.2 子系统 B 和 C 体力矩平衡方程 | 第49页 |
| 2.4.3 整体系统的力矩平衡方程 | 第49-50页 |
| 2.4.4 转动动力学方程分量形式 | 第50-51页 |
| 2.4.5 弹性振动方程 | 第51-53页 |
| 2.4.6 弹性变形角速度分离的动力学方程 | 第53-54页 |
| 2.5 方程式的约束模态解 | 第54-55页 |
| 2.5.1 约束模态 | 第54-55页 |
| 2.5.2 用约束模态展开基本方程式 | 第55页 |
| 2.6 模态分析 | 第55-59页 |
| 2.6.1 仿真条件 | 第55-56页 |
| 2.6.2 仿真结果 | 第56-59页 |
| 2.7 本章小结 | 第59-61页 |
| 第3章 负分力合成振动抑制方法 | 第61-89页 |
| 3.1 引言 | 第61页 |
| 3.2 分力合成的基础理论 | 第61-64页 |
| 3.2.1 CSVS 基本概念 | 第61-62页 |
| 3.2.2 CSVS 基本原理 | 第62-64页 |
| 3.3 负分力合成方法 | 第64-71页 |
| 3.3.1 无阻尼系统 NCSVS | 第64-71页 |
| 3.3.2 有阻尼系统 NCSVS | 第71页 |
| 3.4 多阶模态同时抑制原则 | 第71-72页 |
| 3.5 鲁棒性 | 第72-85页 |
| 3.5.1 对频率的鲁棒性 | 第73-85页 |
| 3.5.2 对阻尼系数的鲁棒性 | 第85页 |
| 3.6 数值算例 | 第85-88页 |
| 3.7 本章小结 | 第88-89页 |
| 第4章 改进型负输入成形控制 | 第89-114页 |
| 4.1 引言 | 第89页 |
| 4.2 传统输入成形 | 第89-93页 |
| 4.2.1 基本约束条件 | 第90-91页 |
| 4.2.2 典型输入成形器 | 第91-93页 |
| 4.2.3 多模态系统输入成形器设计 | 第93页 |
| 4.3 改进型单位幅值输入成形 | 第93-100页 |
| 4.3.1 改进型单位幅值输入成形器 | 第93-96页 |
| 4.3.2 灵敏度曲线 | 第96-98页 |
| 4.3.3 仿真算例 | 第98-100页 |
| 4.4 改进型负输入成形 | 第100-108页 |
| 4.4.1 改进型负输入成形器 | 第100-106页 |
| 4.4.2 鲁棒性 | 第106页 |
| 4.4.3 仿真算例 | 第106-108页 |
| 4.5 改进型负输入成形与最优控制结合的闭环控制 | 第108-113页 |
| 4.5.1 线性二次型最优控制 | 第108页 |
| 4.5.2 MNIS 与 LQR 联合设计 | 第108-110页 |
| 4.5.3 仿真算例 | 第110-113页 |
| 4.6 本章小结 | 第113-114页 |
| 第5章 空间机械臂柔性关节自抗扰控制 | 第114-130页 |
| 5.1 引言 | 第114页 |
| 5.2 自抗扰控制技术 | 第114-119页 |
| 5.2.1 跟踪微分器 | 第115-117页 |
| 5.2.2 扩张状态观测器 | 第117-119页 |
| 5.2.3 非线性状态误差反馈律 | 第119页 |
| 5.3 柔性关节系统动力学模型 | 第119-122页 |
| 5.3.1 柔性关节系统 | 第119-120页 |
| 5.3.2 柔性关节数学模型 | 第120-122页 |
| 5.4 柔性关节双闭环自抗扰控制器设计 | 第122-125页 |
| 5.4.1 外环 ADRC 控制器的设计 | 第123-124页 |
| 5.4.2 内环 ADRC 控制器的设计 | 第124-125页 |
| 5.5 仿真结果及分析 | 第125-129页 |
| 5.5.1 考虑不确定扰动模型 | 第125-127页 |
| 5.5.2 考虑摩擦和不确定扰动模型 | 第127-129页 |
| 5.6 本章小结 | 第129-130页 |
| 第6章 空间站机械臂转位闭环控制策略 | 第130-146页 |
| 6.1 引言 | 第130页 |
| 6.2 动力学模型简化 | 第130-133页 |
| 6.2.1 降维矩阵构造 | 第131-132页 |
| 6.2.2 降维模型 | 第132-133页 |
| 6.3 PD 闭环控制策略 | 第133-136页 |
| 6.3.1 仿真条件 | 第134页 |
| 6.3.2 转位系统动力学特性仿真分析 | 第134-136页 |
| 6.4 基于 CSVS/NCSVS/MNIS 与反馈解耦控制的闭环控制 | 第136-144页 |
| 6.4.1 反馈解耦控制 | 第136-138页 |
| 6.4.2 复合控制策略 | 第138-139页 |
| 6.4.3 仿真算例 | 第139-144页 |
| 6.5 本章小结 | 第144-146页 |
| 结论 | 第146-149页 |
| 参考文献 | 第149-162页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 | 第162-165页 |
| 致谢 | 第165-167页 |
| 个人简历 | 第167页 |