| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-26页 |
| 1.1 引言 | 第13-14页 |
| 1.2 国内外空间机械臂在轨捕获研究现状 | 第14-17页 |
| 1.3 空间机械臂在轨捕获相关技术综述 | 第17-23页 |
| 1.3.1 接触碰撞机理研究 | 第18-20页 |
| 1.3.2 空间机械臂多体系统碰撞动力学建模 | 第20-21页 |
| 1.3.3 空间机械臂在轨捕获控制策略研究 | 第21-23页 |
| 1.4 本文的主要研究内容 | 第23-26页 |
| 第二章 空间圈套式绳索捕获动力学建模及接触碰撞研究 | 第26-50页 |
| 2.1 引言 | 第26-27页 |
| 2.2 工作机理描述 | 第27-28页 |
| 2.3 柔性钢丝绳动力学建模 | 第28-38页 |
| 2.3.1 柔性钢丝绳基本运动方程 | 第28-34页 |
| 2.3.2 柔性钢丝绳抗弯特性等效 | 第34-36页 |
| 2.3.3 圈套式绳索捕获约束分析 | 第36-38页 |
| 2.4 圈套式绳索捕获柔性钢丝绳运动状态分析 | 第38-42页 |
| 2.4.1 柔性钢丝绳运动状态仿真 | 第38-39页 |
| 2.4.2 柔性钢丝绳运动状态影响因素分析 | 第39-42页 |
| 2.5 柔性钢丝绳接触动力学建模 | 第42-49页 |
| 2.5.1 接触碰撞假设 | 第42页 |
| 2.5.2 虚拟弹簧 | 第42-45页 |
| 2.5.3 目标载荷与柔性钢丝绳接触力仿真实验 | 第45-49页 |
| 2.6 小结 | 第49-50页 |
| 第三章 空间机械臂圈套式绳索捕获接触碰撞响应分析 | 第50-79页 |
| 3.1 引言 | 第50-51页 |
| 3.2 空间机械臂多体系统动力学建模 | 第51-54页 |
| 3.2.1 空间机械臂逆向动力学 | 第51-53页 |
| 3.2.2 空间机械臂正向动力学 | 第53-54页 |
| 3.3 空间机械臂末端点等效特性分析 | 第54-61页 |
| 3.4 空间机械臂圈套式绳索捕获碰撞分析 | 第61-70页 |
| 3.4.1 目标载荷与壳体内部离散碰撞动力学建模 | 第62-65页 |
| 3.4.2 目标载荷与壳体内部连续碰撞动力学建模 | 第65-69页 |
| 3.4.3 目标载荷与柔性钢丝绳接触碰撞分析 | 第69-70页 |
| 3.5 仿真实验分析 | 第70-77页 |
| 3.5.1 目标载荷与刚性壳体内部碰撞仿真分析 | 第72-75页 |
| 3.5.2 目标载荷与柔性钢丝绳碰撞仿真分析 | 第75-77页 |
| 3.6 小结 | 第77-79页 |
| 第四章 空间机械臂圈套式绳索捕获前优化策略研究 | 第79-97页 |
| 4.1 引言 | 第79-80页 |
| 4.2 两步法优化策略的提出 | 第80-81页 |
| 4.3 圈套式绳索捕获接触力影响因素分析 | 第81-86页 |
| 4.3.1 目标载荷与柔性钢丝绳以不同速度接触 | 第81-84页 |
| 4.3.2 目标载荷与柔性钢丝绳以不同位置接触 | 第84-86页 |
| 4.4 圈套式绳索捕获优化目标函数的建立 | 第86-88页 |
| 4.4.1 空间机械臂末端位姿扰动最小 | 第86-87页 |
| 4.4.2 空间机械臂基座姿态扰动最小 | 第87-88页 |
| 4.5 圈套式绳索捕获机械臂构型的优化 | 第88-91页 |
| 4.6 仿真实验分析 | 第91-95页 |
| 4.6.1 空间机械臂末端扰动最小仿真分析 | 第91-93页 |
| 4.6.2 空间机械臂基座姿态扰动最小仿真分析 | 第93-94页 |
| 4.6.3 考虑空间机械臂关节极限约束 | 第94-95页 |
| 4.7 小结 | 第95-97页 |
| 第五章 空间机械臂圈套式绳索捕获中稳定控制策略研究 | 第97-124页 |
| 5.1 引言 | 第97-98页 |
| 5.2 二阶微分系统的平衡点及稳定性分析 | 第98-101页 |
| 5.2.1 相关定义 | 第98页 |
| 5.2.2 平衡点稳定性分析 | 第98-101页 |
| 5.3 空间机械臂位姿补偿控制策略 | 第101-111页 |
| 5.3.1 任务分析 | 第101-102页 |
| 5.3.2 空间机械臂关节控制器设计 | 第102-108页 |
| 5.3.3 空间机械臂控制系统稳定性分析 | 第108-109页 |
| 5.3.4 仿真实验分析 | 第109-111页 |
| 5.4 空间机械臂接触式跟踪控制策略 | 第111-118页 |
| 5.4.1 任务分析 | 第112页 |
| 5.4.2 接触点处的复合运动 | 第112-114页 |
| 5.4.3 空间机械臂关节控制器设计 | 第114-116页 |
| 5.4.4 仿真分析 | 第116-118页 |
| 5.5 空间机械臂基座姿态自运动调整 | 第118-123页 |
| 5.5.1 PSO算法简介 | 第118-119页 |
| 5.5.2 关节角度参数化 | 第119-120页 |
| 5.5.3 基座姿态调整目标函数 | 第120-121页 |
| 5.5.4 仿真分析 | 第121-123页 |
| 5.6 小结 | 第123-124页 |
| 第六章 空间机械臂圈套式绳索捕获实验研究 | 第124-149页 |
| 6.1 引言 | 第124页 |
| 6.2 空间机械臂圈套式绳索捕获地面实验平台 | 第124-128页 |
| 6.2.1 实验平台需求分析 | 第124-125页 |
| 6.2.2 实验平台总体结构与功能 | 第125-128页 |
| 6.3 空间机械臂圈套式绳索捕获软件实验平台 | 第128-131页 |
| 6.3.1 三维可视化仿真平台 | 第129页 |
| 6.3.2 速度采集软件 | 第129-130页 |
| 6.3.3 六维力采集软件 | 第130-131页 |
| 6.4 空间机械臂圈套式绳索捕获实验研究 | 第131-148页 |
| 6.4.1 实验方案设计 | 第132-134页 |
| 6.4.2 目标载荷与柔性钢丝绳接触碰撞动力学模型验证 | 第134-138页 |
| 6.4.3 空间机械臂多体系统碰撞动力学模型验证 | 第138-143页 |
| 6.4.4 空间机械臂圈套式绳索捕获前优化策略验证 | 第143-146页 |
| 6.4.5 空间机械臂圈套式绳索捕获中接触式跟踪控制策略验证 | 第146-148页 |
| 6.5 小结 | 第148-149页 |
| 第七章 总结与展望 | 第149-152页 |
| 参考文献 | 第152-164页 |
| 附录 | 第164-166页 |
| 致谢 | 第166-168页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 | 第168-170页 |
