| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第15-33页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第15-16页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第15页 |
| 1.1.2 研究的目的及意义 | 第15-16页 |
| 1.2 研究综述 | 第16-31页 |
| 1.2.1 国外空间机器人项目发展概况 | 第16-23页 |
| 1.2.2 空间机器人动力学建模与仿真综述 | 第23-26页 |
| 1.2.3 空间机器人路径规划方法概述 | 第26-29页 |
| 1.2.4 空间机器人动力学参数辨识方法研究 | 第29-31页 |
| 1.3 本文主要研究内容及章节安排 | 第31-33页 |
| 第2章 空间机器人动力学建模与仿真系统 | 第33-58页 |
| 2.1 引言 | 第33页 |
| 2.2 空间机器人系统简介 | 第33-36页 |
| 2.2.1 系统介绍 | 第33-34页 |
| 2.2.2 空间机械臂分系统 | 第34-35页 |
| 2.2.3 机械臂控制系统结构 | 第35-36页 |
| 2.3 空间机器人运动学与动力学建模 | 第36-45页 |
| 2.3.1 基本符号定义 | 第36-39页 |
| 2.3.2 空间机器人运动学方程 | 第39-40页 |
| 2.3.3 空间机器人动力学方程 | 第40-42页 |
| 2.3.4 机械臂和基座的耦合动力学方程 | 第42-43页 |
| 2.3.5 动力学非线性项数值计算方法和整个动力学模型的计算 | 第43-45页 |
| 2.4 空间机器人动力学仿真系统 | 第45-51页 |
| 2.4.1 动力学建模仿真方案 | 第45-48页 |
| 2.4.2 数学仿真系统DMSR | 第48-49页 |
| 2.4.3 半物理仿真系统 | 第49-51页 |
| 2.4.4 其他仿真模型 | 第51页 |
| 2.5 重力梯度对空间机器人动力学的影响 | 第51-53页 |
| 2.6 本文研究的空间机器人及重力梯度力矩影响分析 | 第53-57页 |
| 2.6.1 本文所研究的空间机器人 | 第53-54页 |
| 2.6.2 重力梯度力矩影响分析及减小措施 | 第54-57页 |
| 2.7 本章小结 | 第57-58页 |
| 第3章 空间机器人抓捕目标的接近路径协调规划 | 第58-77页 |
| 3.1 引言 | 第58页 |
| 3.2 空间机器人接近目标的动量预偏置分配 | 第58-63页 |
| 3.2.1 假设条件 | 第58-59页 |
| 3.2.2 系统动量守恒方程 | 第59-62页 |
| 3.2.3 接近路径的动量预偏置分配 | 第62-63页 |
| 3.3 基座姿态无扰动的路径规划 | 第63-64页 |
| 3.3.1 反作用零空间 | 第63-64页 |
| 3.3.2 基座姿态无扰动路径 | 第64页 |
| 3.4 基于遗传算法的空间机器人接近路径协调规划 | 第64-70页 |
| 3.4.1 机械臂关节轨迹和飞轮角动量的协调规划 | 第64-65页 |
| 3.4.2 状态变量 | 第65-66页 |
| 3.4.3 飞轮角动量函数参数化 | 第66-67页 |
| 3.4.4 目标函数 | 第67-68页 |
| 3.4.5 遗传算法求解 | 第68-70页 |
| 3.5 仿真研究 | 第70-76页 |
| 3.5.1 部分预偏置 | 第72-74页 |
| 3.5.2 完全预偏置 | 第74-76页 |
| 3.6 本章小结 | 第76-77页 |
| 第4章 空间机器人抓捕未知目标的动力学参数辨识 | 第77-99页 |
| 4.1 引言 | 第77-78页 |
| 4.2 基于惯量重分布的空间机器人未知目标动力学参数辨识 | 第78-83页 |
| 4.2.1 辨识未知体的质量和质心位置 | 第80-81页 |
| 4.2.2 辨识未知体的惯性张量 | 第81-83页 |
| 4.3 仿真研究 | 第83-89页 |
| 4.3.1 仿真模型 | 第83-84页 |
| 4.3.2 激励轨迹 | 第84-86页 |
| 4.3.3 仿真结果 | 第86-87页 |
| 4.3.4 辨识结果 | 第87-89页 |
| 4.4 误差分析 | 第89-98页 |
| 4.4.1 传感器测量精度的影响 | 第89-95页 |
| 4.4.2 激励轨迹的影响 | 第95-98页 |
| 4.5 本章小结 | 第98-99页 |
| 第5章 空间机器人目标停靠和基座调姿路径规划 | 第99-127页 |
| 5.1 引言 | 第99-100页 |
| 5.2 自由漂浮空间机器人运动学 | 第100-102页 |
| 5.2.1 线动量和角动量分别为P0和L0时的运动学方程 | 第100-101页 |
| 5.2.2 空间机器人基座姿态角 | 第101-102页 |
| 5.3 基于微粒子群优化算法的非完整路径规划算法 | 第102-122页 |
| 5.3.1 状态变量 | 第102页 |
| 5.3.2 机械臂关节函数参数化 | 第102-104页 |
| 5.3.3 目标函数 | 第104-107页 |
| 5.3.4 基于微粒子群优化算法的路径规划方法 | 第107-109页 |
| 5.3.5 仿真研究 | 第109-122页 |
| 5.4 目标停靠与基座调姿 | 第122-125页 |
| 5.5 本章小结 | 第125-127页 |
| 第6章 机械臂中央控制器软件系统设计 | 第127-153页 |
| 6.1 引言 | 第127页 |
| 6.2 机械臂任务简介 | 第127-129页 |
| 6.3 机械臂中央控制器软件系统设计 | 第129-144页 |
| 6.3.1 软件运行环境和技术要求 | 第130-132页 |
| 6.3.2 软件总体结构 | 第132-133页 |
| 6.3.3 模式设计 | 第133-134页 |
| 6.3.4 指令设计 | 第134-135页 |
| 6.3.5 预存轨迹 | 第135-136页 |
| 6.3.6 应用程序功能模块相关算法 | 第136-144页 |
| 6.4 参数辨识、非完整路径规划任务实现 | 第144-152页 |
| 6.4.1 目标参数辨识任务的实现 | 第144-146页 |
| 6.4.2 非完整路径规划任务的实现 | 第146-151页 |
| 6.4.3 当前进度说明 | 第151-152页 |
| 6.5 本章小结 | 第152-153页 |
| 结论 | 第153-155页 |
| 参考文献 | 第155-165页 |
| 攻读博士学位期间所发表的论文 | 第165-167页 |
| 致谢 | 第167-168页 |
| 个人简历 | 第168页 |
