| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 致谢 | 第9-11页 |
| 目录 | 第11-15页 |
| 第一章 绪论 | 第15-31页 |
| 1.1 课题研究背景和意义 | 第15-17页 |
| 1.2 空间柔性机械臂系统的国内外研究现状及进展 | 第17-28页 |
| 1.2.1 空间柔性机械臂系统动力学建模理论研究 | 第17-20页 |
| 1.2.1.1 柔性机械臂模型建立方法研究 | 第17-18页 |
| 1.2.1.2 柔性机械臂系统关节电机驱动模型研究 | 第18-19页 |
| 1.2.1.3 基于压电材料的智能柔性结构的建模研究 | 第19-20页 |
| 1.2.2 压电致动器/传感器优化配置技术研究 | 第20-22页 |
| 1.2.2.1 压电致动器/传感器的优化配置准则研究 | 第20-22页 |
| 1.2.2.2 压电致动器/传感器优化配置的计算方法研究 | 第22页 |
| 1.2.3 柔性机械臂抑振轨迹规划及优化技术研究 | 第22-24页 |
| 1.2.3.1 柔性机械臂抑制轨迹规划技术的国外研究现状 | 第23页 |
| 1.2.3.2 柔性机械臂抑制轨迹规划技术的国内研究现状 | 第23-24页 |
| 1.2.4 柔性机械臂轨迹运动过程中振动控制技术研究 | 第24-28页 |
| 1.2.4.1 基于输入整形法的柔性臂振动主动控制技术 | 第24-25页 |
| 1.2.4.2 基于关节电机的柔性臂振动主动控制技术 | 第25-27页 |
| 1.2.4.3 基于智能材料的柔性臂振动主动控制技术 | 第27-28页 |
| 1.3 本文研究内容 | 第28-31页 |
| 第二章 空间柔性机械臂系统的动力学建模与驱动特性研究 | 第31-42页 |
| 2.1 引言 | 第31-32页 |
| 2.2 空间柔性机械臂系统模型描述 | 第32-33页 |
| 2.3 空间柔性机械臂系统动力学方程建立 | 第33-36页 |
| 2.3.1 基于假设模态法的柔性机械臂变形描述 | 第33-34页 |
| 2.3.2 空间柔性机械臂系统的能量表示 | 第34-35页 |
| 2.3.3 基于Hamilton原理的系统动力学方程建立 | 第35-36页 |
| 2.4 伺服电机机电耦合方程和驱动模型确立 | 第36-37页 |
| 2.5 空间柔性机械臂系统的动力学方程及驱动模型 | 第37-38页 |
| 2.6 数值仿真分析 | 第38-41页 |
| 2.7 本章小结 | 第41-42页 |
| 第三章 柔性机械臂系统压电致动器/传感器的优化配置研究 | 第42-59页 |
| 3.1 引言 | 第42-43页 |
| 3.2 压电致动器致动与应变片传感方程 | 第43页 |
| 3.3 空间柔性机械臂系统的反馈控制模型 | 第43-46页 |
| 3.3.1 系统动力学方程的状态空间表达式 | 第43-45页 |
| 3.3.2 系统速度反馈控制器设计 | 第45-46页 |
| 3.4 致动器/传感器优化配置准则确立 | 第46-48页 |
| 3.4.1 基于线性二次最优控制理论的能量评价准则 | 第46-47页 |
| 3.4.2 致动器引入对系统结构影响的评价准则 | 第47页 |
| 3.4.3 致动器/传感器优化配置准则的数学模型 | 第47-48页 |
| 3.5 基于改进的多岛遗传算法的致动器/传感器优化配置问题求解 | 第48-52页 |
| 3.5.1 多岛遗传算法简介 | 第48-50页 |
| 3.5.2 基于改进的多岛遗传算法的致动器/传感器优化配置问题实现 | 第50-52页 |
| 3.6 数值仿真研究 | 第52-57页 |
| 3.6.1 单组致动器/传感器长度、位置和控制增益优化求解 | 第53-55页 |
| 3.6.2 多组致动器/传感器位置和控制参数优化求解 | 第55-57页 |
| 3.7 本章小结 | 第57-59页 |
| 第四章 空间柔性机械臂系统的抑振轨迹规划与优化研究 | 第59-71页 |
| 4.1 引言 | 第59页 |
| 4.2 柔性臂在不同运动轨迹下振动情况的比较研究 | 第59-62页 |
| 4.2.1 轨迹曲线的函数描述 | 第60-61页 |
| 4.2.2 不同运动轨迹下柔性臂振动情况的比较研究 | 第61-62页 |
| 4.3 致动器作用下空间柔性机械臂系统的抑振轨迹规划机理 | 第62-64页 |
| 4.4 基于多岛遗传算法的柔性臂系统抑振轨迹优化算法研究 | 第64-69页 |
| 4.4.1 多项式样条曲线轨迹的描述与生成 | 第64-65页 |
| 4.4.2 基于多岛遗传算法的柔性臂抑振轨迹优化算法的实现 | 第65-67页 |
| 4.4.3 空间柔性机械臂系统的抑振轨迹优化结果 | 第67-69页 |
| 4.5 本章小结 | 第69-71页 |
| 第五章 基于压电致动器的空间柔性机械臂系统的轨迹跟踪与振动抑制一体化控制研究 | 第71-93页 |
| 5.1 引言 | 第71-72页 |
| 5.2 空间柔性机械臂系统动力学方程的奇异摄动分解 | 第72-78页 |
| 5.2.1 奇异摄动理论简介 | 第72页 |
| 5.2.2 系统方程分解及奇异摄动参数引入 | 第72-74页 |
| 5.2.3 系统奇异摄动模型慢变子系统方程推导 | 第74-76页 |
| 5.2.4 系统奇异摄动模型快变子系统方程推导 | 第76-77页 |
| 5.2.5 系统奇异摄动模型分析 | 第77-78页 |
| 5.3 柔性臂的轨迹跟踪与振动控制一体化复合控制策略研究 | 第78-87页 |
| 5.3.1 慢变子系统模糊滑模控制器设计 | 第78-83页 |
| 5.3.1.1 滑模变结构控制理论基础 | 第78-79页 |
| 5.3.1.2 模糊滑模变结构控制器设计 | 第79-81页 |
| 5.3.1.3 模糊控制器设计 | 第81-83页 |
| 5.3.2 快变子系统分级自适应模糊PID控制器设计 | 第83-87页 |
| 5.3.2.1 自适应模糊PID控制技术简介 | 第83-84页 |
| 5.3.2.2 分级自适应模糊PID控制器设计 | 第84-87页 |
| 5.4 仿真试验研究 | 第87-92页 |
| 5.4.1 不同运动轨迹下系统轨迹跟踪与振动抑制一体化控制研究 | 第87-90页 |
| 5.4.2 不同初始状态下系统轨迹跟踪与振动抑制一体化控制研究 | 第90-92页 |
| 5.5 本章小结 | 第92-93页 |
| 第六章 空间柔性机械臂系统实验研究 | 第93-115页 |
| 6.1 引言 | 第93页 |
| 6.2 空间柔性机械臂系统实验平台的搭建 | 第93-100页 |
| 6.2.1 空间柔性机械臂系统实验装置总体设计 | 第93-96页 |
| 6.2.2 空间柔性机械臂实验系统测控方案设计 | 第96-100页 |
| 6.2.2.1 实验系统测控方案硬件设计 | 第97-98页 |
| 6.2.2.2 实验系统测控方案软件设计 | 第98-100页 |
| 6.3 空间柔性机械臂系统轨迹跟踪与振动抑制控制实验研究 | 第100-114页 |
| 6.3.1 柔性臂系统的动力学特性和模态特性的实验研究 | 第100-102页 |
| 6.3.2 柔性臂系统压电致动器/传感器优化配置技术实验研究 | 第102-106页 |
| 6.3.2.1 压电致动器引入对系统结构影响的实验研究 | 第102-103页 |
| 6.3.2.2 不同配置位置下致动器/传感器控制效果的实验研究 | 第103-106页 |
| 6.3.3 柔性臂系统抑振轨迹规划与优化实验研究 | 第106-110页 |
| 6.3.3.1 不同运动轨迹下柔性臂振动情况的比较实验研究 | 第106-109页 |
| 6.3.3.2 最优抑振轨迹下柔性臂振动情况的实验研究 | 第109-110页 |
| 6.3.4 柔性臂系统轨迹跟踪与振动抑制一体化控制实验研究 | 第110-114页 |
| 6.4 本章小结 | 第114-115页 |
| 第七章 总结与展望 | 第115-118页 |
| 7.1 主要工作和结论 | 第115-116页 |
| 7.2 展望 | 第116-118页 |
| 参考文献 | 第118-129页 |
| 攻博期间发表和录用的论文、专利及参加科研情况 | 第129页 |
