| 摘要 | 第16-18页 |
| Abstract | 第18-20页 |
| 第一章 绪论 | 第21-44页 |
| 1.1 论文研究背景及意义 | 第21-23页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第21-22页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第22-23页 |
| 1.2 空间机器人在轨抓捕国内外相关项目发展概况 | 第23-33页 |
| 1.2.1 美国的相关研究项目 | 第23-27页 |
| 1.2.2 加拿大的相关研究项目 | 第27-28页 |
| 1.2.3 欧洲的相关研究项目 | 第28-30页 |
| 1.2.4 日本的相关研究项目 | 第30-32页 |
| 1.2.5 我国的相关研究项目 | 第32-33页 |
| 1.3 空间机器人在轨抓捕动力学与控制关键技术研究进展 | 第33-41页 |
| 1.3.1 在轨抓捕动力学建模与仿真 | 第33-35页 |
| 1.3.2 在轨抓捕运动规划方法 | 第35-38页 |
| 1.3.3 在轨抓捕操作控制技术 | 第38-41页 |
| 1.4 论文研究内容与组织结构 | 第41-44页 |
| 第二章 空间机器人在轨抓捕过程的动力学建模 | 第44-62页 |
| 2.1 研究对象及坐标系定义 | 第44-47页 |
| 2.1.1 研究对象 | 第44-45页 |
| 2.1.2 坐标系定义 | 第45-47页 |
| 2.2 空间机器人逼近过程的动力学模型 | 第47-50页 |
| 2.2.1 矢量形式的动力学模型 | 第48-49页 |
| 2.2.2 状态空间形式的动力学模型 | 第49-50页 |
| 2.3 空间机器人抓捕过程的动力学模型 | 第50-59页 |
| 2.3.1 空间机器人抓捕过程的运动学描述 | 第50-55页 |
| 2.3.2 空间机器人抓捕过程的动量守恒关系 | 第55-57页 |
| 2.3.3 空间机器人抓捕过程的动力学方程 | 第57-59页 |
| 2.4 空间机器人与目标耦合系统的动力学模型 | 第59-61页 |
| 2.5 本章小结 | 第61-62页 |
| 第三章 空间机器人动力学特性分析 | 第62-85页 |
| 3.1 空间机器人约束特性分析 | 第62-64页 |
| 3.1.1 可积分运动约束 | 第62-63页 |
| 3.1.2 不可积分运动约束 | 第63-64页 |
| 3.2 空间机器人奇异性分析 | 第64-67页 |
| 3.2.1 动力学奇异性分析 | 第64-65页 |
| 3.2.2 工作空间分析 | 第65-67页 |
| 3.3 空间机器人零反作用空间 | 第67-69页 |
| 3.4 空间机器人受重力梯度扰动的运动特性 | 第69-83页 |
| 3.4.1 重力梯度扰动模型 | 第70-72页 |
| 3.4.2 空间机器人关节自由时的受扰运动特性 | 第72-75页 |
| 3.4.3 空间机器人关节锁定时的受扰运动特性 | 第75-82页 |
| 3.4.4 空间机器人末端位姿的影响分析 | 第82-83页 |
| 3.5 本章小结 | 第83-85页 |
| 第四章 空间机器人逼近与抓捕过程一体化运动规划 | 第85-109页 |
| 4.1 空间机器人快速逼近策略设计 | 第85-90页 |
| 4.1.1 抓捕目标定义 | 第85-86页 |
| 4.1.2 快速逼近策略 | 第86-88页 |
| 4.1.3 快速逼近过程的轨迹约束 | 第88-90页 |
| 4.2 逼近过程中的快速抓捕策略设计 | 第90-95页 |
| 4.2.1 快速抓捕策略与过程 | 第90-92页 |
| 4.2.2 快速抓捕过程的扰动特性分析 | 第92-94页 |
| 4.2.3 快速抓捕过程的安全准则 | 第94-95页 |
| 4.3 快速逼近与抓捕过程一体化运动规划模型 | 第95-100页 |
| 4.3.1 运动规划问题描述 | 第95-96页 |
| 4.3.2 运动规划约束条件 | 第96-100页 |
| 4.3.3 运动规划目标函数 | 第100页 |
| 4.4 基于混沌差分进化算法的一体化规划问题求解 | 第100-107页 |
| 4.4.1 混沌差分进化理论基础 | 第100-101页 |
| 4.4.2 基于切比雪夫多项式的末端轨迹参数化 | 第101-103页 |
| 4.4.3 混沌差分进化求解流程 | 第103-105页 |
| 4.4.4 规划模型求解结果与分析 | 第105-107页 |
| 4.5 本章小结 | 第107-109页 |
| 第五章 空间机器人快速抓捕过程的轨迹跟踪控制 | 第109-127页 |
| 5.1 问题描述 | 第109-111页 |
| 5.2 有限时间变结构控制器设计 | 第111-114页 |
| 5.2.1 有限时间稳定性定义及判据 | 第111-112页 |
| 5.2.2 标称系统有限时间控制 | 第112-114页 |
| 5.3 基于RBF网络有限时间鲁棒控制器设计 | 第114-120页 |
| 5.3.1 ARBF-NTSM控制 | 第115-118页 |
| 5.3.2 CARBF-NTSM控制 | 第118-120页 |
| 5.4 轨迹跟踪控制仿真与分析 | 第120-125页 |
| 5.4.1 ARBF-NTSM控制仿真 | 第121-123页 |
| 5.4.2 CARBF-NTSM控制仿真 | 第123-125页 |
| 5.5 本章小结 | 第125-127页 |
| 第六章 空间机器人捕获目标后耦合系统协同控制 | 第127-137页 |
| 6.1 问题描述 | 第127-128页 |
| 6.2 耦合系统基座无扰有限时间协同控制 | 第128-131页 |
| 6.2.1 控制器设计方法 | 第128-130页 |
| 6.2.2 控制系统稳定性分析 | 第130-131页 |
| 6.3 协同控制仿真与分析 | 第131-135页 |
| 6.4 本章小结 | 第135-137页 |
| 第七章 空间机器人抓捕目标的地面实验验证 | 第137-145页 |
| 7.1 实验系统描述 | 第137-140页 |
| 7.2 空间机器人动力学特性实验 | 第140-142页 |
| 7.2.1 实验目的 | 第140页 |
| 7.2.2 实验方案 | 第140-141页 |
| 7.2.3 实验结果与分析 | 第141-142页 |
| 7.3 空间机器人基座无扰控制实验 | 第142-144页 |
| 7.3.1 实验目的 | 第142页 |
| 7.3.2 实验方案 | 第142-143页 |
| 7.3.3 实验结果与分析 | 第143-144页 |
| 7.4 本章小结 | 第144-145页 |
| 第八章 结论与展望 | 第145-148页 |
| 8.1 主要研究成果 | 第145-147页 |
| 8.2 研究展望 | 第147-148页 |
| 致谢 | 第148-149页 |
| 参考文献 | 第149-167页 |
| 作者在学期间取得的学术成果 | 第167-168页 |