空间柔性机械臂动力学建模分析及在轨抓捕控制
| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第14-36页 |
| 1.1 课题来源 | 第14页 |
| 1.2 课题研究背景与意义 | 第14-16页 |
| 1.3 国内外相关领域研究现状 | 第16-33页 |
| 1.3.1 国内外空间机械臂研究现状 | 第16-22页 |
| 1.3.2 空间机械臂动力学研究现状 | 第22-30页 |
| 1.3.3 空间机械臂控制研究现状 | 第30-33页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第33-34页 |
| 1.5 本文组织结构 | 第34-36页 |
| 第2章 空间机械臂动力学建模与实现 | 第36-58页 |
| 2.1 引言 | 第36页 |
| 2.2 空间机械臂运动学建模与分析 | 第36-42页 |
| 2.2.1 多体系统构型数学描述 | 第36-37页 |
| 2.2.2 坐标系与坐标变换 | 第37-38页 |
| 2.2.3 连杆位置和速度 | 第38-41页 |
| 2.2.4 末端位置和速度 | 第41-42页 |
| 2.3 空间刚性机械臂动力学建模 | 第42-46页 |
| 2.3.1 空间刚性机械臂动力学模型 | 第42-44页 |
| 2.3.2 正动力学求解算法 | 第44-45页 |
| 2.3.3 逆动力学求解算法 | 第45-46页 |
| 2.4 空间柔性机械臂动力学建模 | 第46-53页 |
| 2.4.1 柔性体变形描述与动能 | 第47-49页 |
| 2.4.2 柔性体弹性力与广义力 | 第49-50页 |
| 2.4.3 柔性体间约束方程 | 第50-51页 |
| 2.4.4 柔性多体系统动力学模型 | 第51-52页 |
| 2.4.5 空间柔性机械臂动力学模型 | 第52-53页 |
| 2.5 模型验证与仿真算例 | 第53-57页 |
| 2.5.1 机械臂构型及动力学参数 | 第53-54页 |
| 2.5.2 刚性机械臂动力学模型验证 | 第54-55页 |
| 2.5.3 柔性机械臂动力学模型验证 | 第55-57页 |
| 2.6 小结 | 第57-58页 |
| 第3章 非线性关节动力学建模与分析 | 第58-78页 |
| 3.1 引言 | 第58页 |
| 3.2 柔性关节动力学模型 | 第58-67页 |
| 3.2.1 关节混合摩擦模型 | 第58-60页 |
| 3.2.2 关节间隙死区模型 | 第60-61页 |
| 3.2.3 关节刚度实验与模型辨识 | 第61-66页 |
| 3.2.4 非线性关节动力学模型 | 第66-67页 |
| 3.3 关节非线性动力学影响因素分析 | 第67-72页 |
| 3.3.1 关节刚度影响分析 | 第68-69页 |
| 3.3.2 关节间隙影响分析 | 第69-70页 |
| 3.3.3 关节摩擦影响分析 | 第70-72页 |
| 3.4 关节及臂杆柔性对机械臂末端响应影响 | 第72-77页 |
| 3.4.1 臂杆柔性影响分析 | 第72-73页 |
| 3.4.2 关节柔性影响分析 | 第73-75页 |
| 3.4.3 臂杆及关节柔性综合影响分析 | 第75-76页 |
| 3.4.4 实验设计与验证 | 第76-77页 |
| 3.5 小结 | 第77-78页 |
| 第4章 绳索式末端捕获机构动力学建模与实验验证 | 第78-99页 |
| 4.1 引言 | 第78页 |
| 4.2 绳索式末端执行器捕获原理 | 第78-79页 |
| 4.3 空间绳索机构捕获动力学建模 | 第79-92页 |
| 4.3.1 柔性绳索动力学建模 | 第80-88页 |
| 4.3.2 绳索接触碰撞动力学建模 | 第88-91页 |
| 4.3.3 末端绳索捕获动力学模型 | 第91-92页 |
| 4.4 末端捕获冲击实验与模型验证 | 第92-95页 |
| 4.4.1 末端捕获实验设计 | 第92-93页 |
| 4.4.2 仿真分析与实验验证 | 第93-95页 |
| 4.5 末端捕获仿真算例 | 第95-98页 |
| 4.6 小结 | 第98-99页 |
| 第5章 空间机械臂末端捕获策略与抓捕目标控制 | 第99-119页 |
| 5.1 引言 | 第99页 |
| 5.2 绳索式执行器末端捕获策略 | 第99-107页 |
| 5.2.1 FA-SC-VT捕获策略 | 第99-100页 |
| 5.2.2 捕获策略参数求取 | 第100-104页 |
| 5.2.3 捕获策略实现与控制 | 第104-105页 |
| 5.2.4 捕获策略对比分析 | 第105-107页 |
| 5.3 空间机械臂抓捕目标柔顺控制 | 第107-117页 |
| 5.3.1 抓捕合作目标的阻尼控制 | 第107-113页 |
| 5.3.2 抓捕非合作目标的阻抗控制 | 第113-117页 |
| 5.4 小结 | 第117-119页 |
| 结论 | 第119-122页 |
| 参考文献 | 第122-133页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文与其它成果 | 第133-136页 |
| 致谢 | 第136-137页 |
| 个人简历 | 第137页 |
