| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第一章 绪论 | 第14-26页 |
| 1.1 引言 | 第14-15页 |
| 1.2 在轨服务空间机械臂国内外发展现状 | 第15-17页 |
| 1.3 空间机械臂在轨自标定相关技术研究现状 | 第17-23页 |
| 1.3.1 运动学参数误差建模 | 第17-20页 |
| 1.3.2 标定构型末端位姿测量 | 第20-22页 |
| 1.3.3 运动学参数误差辨识 | 第22-23页 |
| 1.3.4 末端位姿精度补偿 | 第23页 |
| 1.4 在轨自标定研究现状总结 | 第23-24页 |
| 1.5 本文的主要研究内容 | 第24-26页 |
| 第二章 空间机械臂末端位姿精度影响因素研究 | 第26-42页 |
| 2.1 引言 | 第26页 |
| 2.2 研究对象 | 第26-31页 |
| 2.2.1 七自由度空间机械臂 | 第26-29页 |
| 2.2.2 空间机械臂运动学建模 | 第29-31页 |
| 2.3 空间机械臂末端位姿精度评估 | 第31-37页 |
| 2.3.1 绝对位姿精度评估方法 | 第31-34页 |
| 2.3.2 基于位置距离与转角距离的相对位姿精度评估 | 第34-36页 |
| 2.3.3 空间机械臂位姿精度评估实验设计 | 第36-37页 |
| 2.4 空间机械臂末端位姿精度影响因素分析 | 第37-41页 |
| 2.4.1 末端位姿精度影响因素及其分布特征 | 第37-38页 |
| 2.4.2 误差因素对末端绝对位姿精度影响分析 | 第38-40页 |
| 2.4.3 误差因素影响下两类位姿精度映射关系分析 | 第40-41页 |
| 2.5 小结 | 第41-42页 |
| 第三章 面向空间机械臂在轨自标定的相对位姿误差建模 | 第42-65页 |
| 3.1 引言 | 第42-43页 |
| 3.2 相对位姿误差建模的必要性 | 第43-50页 |
| 3.2.1 绝对位姿误差通用模型建立 | 第43-45页 |
| 3.2.2 参数误差辨识矩阵的两步法求解 | 第45-48页 |
| 3.2.3 测量系与基系坐标变换误差对标定精度的影响分析 | 第48-50页 |
| 3.3 空间机械臂位置距离误差建模 | 第50-54页 |
| 3.3.1 运动学参数误差到位置距离误差的线性映射关系推导 | 第51-52页 |
| 3.3.2 位置距离误差模型精度分析 | 第52-54页 |
| 3.4 空间机械臂转角距离误差建模 | 第54-59页 |
| 3.4.1 微分转动的描述方法及相关推论 | 第55-57页 |
| 3.4.2 运动学参数误差到转角距离误差的线性映射关系推导 | 第57-59页 |
| 3.5 相对位姿误差模型及其在在轨自标定中的应用 | 第59-64页 |
| 3.5.1 相对位姿误差模型精度仿真分析 | 第60-62页 |
| 3.5.2 在轨自标定仿真实验 | 第62-64页 |
| 3.6 小结 | 第64-65页 |
| 第四章 空间机械臂相对位姿误差模型独立参数判别准则研究 | 第65-78页 |
| 4.1 引言 | 第65-66页 |
| 4.2 参数独立性分析的必要性 | 第66-67页 |
| 4.3 绝对位姿误差模型参数独立性分析 | 第67-69页 |
| 4.3.1 绝对位姿误差模型独立参数判别准则建立 | 第67-69页 |
| 4.3.2 空间机械臂绝对位姿误差模型可辨识参数分析 | 第69页 |
| 4.4 相对位姿误差模型参数独立性分析 | 第69-73页 |
| 4.4.1 位置距离误差模型独立参数判别准则建立 | 第69-71页 |
| 4.4.2 转角距离误差模型独立参数判别准则建立 | 第71-72页 |
| 4.4.3 空间机械臂相对位姿误差模型可辨识参数分析 | 第72-73页 |
| 4.5 仿真验证 | 第73-77页 |
| 4.5.1 绝对位姿误差模型仿真实验 | 第73-75页 |
| 4.5.2 相对位姿误差模型仿真实验 | 第75-77页 |
| 4.6 小结 | 第77-78页 |
| 第五章 空间机械臂在轨自标定测量构型优化策略研究 | 第78-97页 |
| 5.1 引言 | 第78-79页 |
| 5.2 测量构型优化目标函数建立 | 第79-84页 |
| 5.2.1 测量构型可观指数的定义 | 第79-81页 |
| 5.2.2 基于最优设计理论的测量构型可观指数分析 | 第81-83页 |
| 5.2.3 最优测量构型数量的确定 | 第83-84页 |
| 5.3 基于改进DETMAX算法的测量构型优化 | 第84-89页 |
| 5.3.1 DETMAX算法及其改进 | 第84-85页 |
| 5.3.2 改进DETMAX算法在测量构型优化中的应用 | 第85-87页 |
| 5.3.3 仿真验证 | 第87-89页 |
| 5.4 基于粒子群算法的冗余机械臂测量构型优化 | 第89-95页 |
| 5.4.1 基于零空间的冗余机械臂构型调整 | 第89-91页 |
| 5.4.2 粒子群算法在测量构型优化中的应用 | 第91-94页 |
| 5.4.3 仿真验证 | 第94-95页 |
| 5.5 优化测量构型的标定仿真实验 | 第95-96页 |
| 5.6 小结 | 第96-97页 |
| 第六章 空间机械臂在轨自标定方法地面实验研究 | 第97-118页 |
| 6.1 引言 | 第97页 |
| 6.2 空间机械臂在轨自标定地面实验平台设计 | 第97-104页 |
| 6.2.1 实验平台需求分析 | 第97-98页 |
| 6.2.2 实验平台总体结构设计 | 第98-99页 |
| 6.2.3 实验平台硬件分系统设计 | 第99-104页 |
| 6.3 空间机械臂在轨自标定地面实验平台软件设计 | 第104-106页 |
| 6.3.1 测量构型集合设计软件 | 第104页 |
| 6.3.2 可视化机械臂规划控制软件 | 第104-105页 |
| 6.3.3 末端位姿测量软件 | 第105-106页 |
| 6.4 空间机械臂在轨自标定实验研究 | 第106-117页 |
| 6.4.1 实验对象 | 第106-110页 |
| 6.4.2 实验一: 空间机械臂位姿精度评估方法实验研究 | 第110-111页 |
| 6.4.3 实验二: 空间机械臂相对位姿误差模型自标定方法实验研究 | 第111-113页 |
| 6.4.4 实验三: 空间机械臂在轨自标定测量构型优化策略实验研究 | 第113-117页 |
| 6.4.5 地面实验结果分析 | 第117页 |
| 6.5 小结 | 第117-118页 |
| 第七章 总结与展望 | 第118-121页 |
| 7.1 全文工作总结 | 第118-119页 |
| 7.2 主要创新点 | 第119-120页 |
| 7.3 研究展望 | 第120-121页 |
| 参考文献 | 第121-132页 |
| 附录 | 第132-144页 |
| 致谢 | 第144-145页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 | 第145-146页 |
