| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-20页 |
| 1.1 课题背景 | 第9-10页 |
| 1.2 大型空间机械臂及其关节研究现状 | 第10-16页 |
| 1.2.1 国外大型空间机械臂简介 | 第10-15页 |
| 1.2.2 大型空间机械臂关节控制系统分析 | 第15-16页 |
| 1.3 机械臂关节控制策略研究现状 | 第16-19页 |
| 1.3.1 常用控制策略简介 | 第16-17页 |
| 1.3.2 应用于柔性关节的抑振控制策略 | 第17-19页 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 | 第19-20页 |
| 第2章 大型空间机械臂关节的研制 | 第20-39页 |
| 2.1 引言 | 第20页 |
| 2.2 关节设计指标及分析 | 第20-22页 |
| 2.2.1 关节设计指标 | 第21页 |
| 2.2.2 设计指标分析 | 第21-22页 |
| 2.3 关节总体设计 | 第22-24页 |
| 2.3.1 关节模块化的总体思想 | 第22页 |
| 2.3.2 大中心孔走线方式 | 第22-23页 |
| 2.3.3 高集成度的关节总体结构 | 第23-24页 |
| 2.4 关节驱动与传动系统设计 | 第24-34页 |
| 2.4.1 电机的选取 | 第24-26页 |
| 2.4.2 制动器设计及其测试试验 | 第26-32页 |
| 2.4.3 传动方案选择与对比 | 第32-34页 |
| 2.4.4 谐波减速器的选取 | 第34页 |
| 2.4.5 轴承的选型与应用 | 第34页 |
| 2.5 关节传感系统设计概述 | 第34-35页 |
| 2.6 关节控制系统硬件基础 | 第35-36页 |
| 2.7 关节辅助功能部件研制 | 第36-38页 |
| 2.7.1 关节机电限位装置 | 第36-37页 |
| 2.7.2 应急手动驱动装置 | 第37页 |
| 2.7.3 关节在轨快换接口 | 第37-38页 |
| 2.8 本章小结 | 第38-39页 |
| 第3章 大型空间机械臂关节传感系统设计 | 第39-50页 |
| 3.1 引言 | 第39页 |
| 3.2 电机位置传感器 | 第39-40页 |
| 3.2.1 电机数字霍尔位置传感器 | 第39页 |
| 3.2.2 电机轴旋转变压器 | 第39-40页 |
| 3.3 电机电流传感器 | 第40-41页 |
| 3.4 关节输出轴位置传感器 | 第41-44页 |
| 3.4.1 关节输出轴光电编码器 | 第41-42页 |
| 3.4.2 光电编码器量程扩展 | 第42-43页 |
| 3.4.3 光电编码器测试实验 | 第43-44页 |
| 3.5 关节力矩传感器设计 | 第44-48页 |
| 3.5.1 关节力矩传感器总体设计 | 第44-45页 |
| 3.5.2 关节力矩传感器结构设计 | 第45-47页 |
| 3.5.3 关节力矩传感器标定实验 | 第47-48页 |
| 3.6 关节温度传感器 | 第48-49页 |
| 3.7 本章小结 | 第49-50页 |
| 第4章 大型空间机械臂关节抑振控制研究 | 第50-66页 |
| 4.1 引言 | 第50页 |
| 4.2 关节动力学与数学建模与仿真 | 第50-56页 |
| 4.2.1 柔性关节的动力学与数学模型 | 第51-52页 |
| 4.2.2 基于 SimMechanics 的关节动力学仿真 | 第52-56页 |
| 4.3 基于关节轨迹规划的三环 PD 控制策略 | 第56-59页 |
| 4.3.1 关节轨迹的 Paul 规划简介 | 第56-57页 |
| 4.3.2 三重闭环 PD 控制策略 | 第57-58页 |
| 4.3.3 针对抑振控制的改进策略 | 第58-59页 |
| 4.4 关节抑振控制实验研究 | 第59-65页 |
| 4.4.1 关节抑振控制实验平台构建 | 第59-60页 |
| 4.4.2 基于关节轨迹规划的三环 PD 控制实验 | 第60-61页 |
| 4.4.3 实验结果与分析 | 第61-65页 |
| 4.5 本章小结 | 第65-66页 |
| 结论 | 第66-67页 |
| 参考文献 | 第67-72页 |
| 致谢 | 第72-73页 |