| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第一章 绪论 | 第14-28页 |
| 1.1 引言 | 第14-15页 |
| 1.2 国内外大负载空间机械臂研究现状 | 第15-18页 |
| 1.2.1 国外大负载空间机械臂研究现状 | 第15-17页 |
| 1.2.2 国内大负载空间机械臂研究现状 | 第17-18页 |
| 1.3 空间机械臂负载操作能力分析方法研究现状 | 第18-20页 |
| 1.4 空间机械臂负载操作情况下的轨迹优化研究现状 | 第20-26页 |
| 1.4.1 面向点到点负载操作任务的空间机械臂轨迹优化 | 第20-22页 |
| 1.4.2 面向轨迹跟踪负载操作任务的空间机械臂轨迹优化 | 第22-24页 |
| 1.4.3 负载参数不确定的空间机械臂轨迹优化 | 第24-26页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第26-28页 |
| 第二章 空间机械臂负载能力分析 | 第28-58页 |
| 2.1 引言 | 第28页 |
| 2.2 负载操作情况下的空间机械臂数学模型 | 第28-40页 |
| 2.2.1 运动学与动力学方程的建立 | 第29-32页 |
| 2.2.2 本文研究对象 | 第32-34页 |
| 2.2.3 负载操作情况下空间机械臂动力学仿真分析 | 第34-40页 |
| 2.3 空间机械臂动态负载能力评估 | 第40-47页 |
| 2.3.1 空间机械臂负载能力的定义 | 第40-41页 |
| 2.3.2 负载能力评估的数学模型 | 第41-42页 |
| 2.3.3 空间机械臂动态负载能力评估算法 | 第42-44页 |
| 2.3.4 空间机械臂动态负载能力评估实例验证 | 第44-47页 |
| 2.4 面向轨迹跟踪负载操作任务的最优初始构型规划 | 第47-56页 |
| 2.4.1 负载情况下的末端连续位姿跟踪规划 | 第47-48页 |
| 2.4.2 面向轨迹跟踪任务的最大负载能力评估算法 | 第48-50页 |
| 2.4.3 空间机械臂负载最大化初始构型规划 | 第50-52页 |
| 2.4.4 最优初始构型规划算法实例验证 | 第52-56页 |
| 2.5 本章小结 | 第56-58页 |
| 第三章 面向大负载点到点任务的空间机械臂轨迹优化 | 第58-78页 |
| 3.1 引言 | 第58-59页 |
| 3.2 轨迹优化问题的描述 | 第59-62页 |
| 3.2.1 多目标轨迹优化问题数学模型 | 第59-60页 |
| 3.2.2 目标函数的定义 | 第60-61页 |
| 3.2.3 约束方程的建立 | 第61-62页 |
| 3.3 基于MOPSO的多目标优化问题求解 | 第62-65页 |
| 3.3.1 决策向量的选择 | 第63-64页 |
| 3.3.2 基于MOPSO算法的最优轨迹搜索 | 第64-65页 |
| 3.4 面向关节空间点到点大负载操作任务的轨迹优化 | 第65-73页 |
| 3.4.1 关节空间点到点任务轨迹优化算法 | 第65-68页 |
| 3.4.2 关节空间点到点任务轨迹优化仿真实例 | 第68-73页 |
| 3.5 面向笛卡尔空间点到点大负载操作任务的轨迹优化 | 第73-76页 |
| 3.5.1 笛卡尔空间点到点任务轨迹优化算法 | 第73-74页 |
| 3.5.2 笛卡尔空间点到点任务轨迹优化仿真实例 | 第74-76页 |
| 3.6 本章小结 | 第76-78页 |
| 第四章 面向大负载轨迹跟踪任务的空间机械臂轨迹优化 | 第78-92页 |
| 4.1 引言 | 第78页 |
| 4.2 轨迹优化问题的最优控制数学模型 | 第78-82页 |
| 4.2.1 空间机械臂状态空间模型 | 第79-81页 |
| 4.2.2 HJB方程的建立 | 第81-82页 |
| 4.3 基于SDRE的最优控制问题求解 | 第82-86页 |
| 4.3.1 SDRE方程的推导 | 第82-84页 |
| 4.3.2 基于泰勒级数近似方法的SDRE求解 | 第84-86页 |
| 4.4 基于SDRE控制的轨迹优化算法 | 第86-88页 |
| 4.4.1 权值矩阵的设置 | 第86-87页 |
| 4.4.2 轨迹优化算法流程 | 第87-88页 |
| 4.5 面向大负载轨迹跟踪任务的轨迹优化算法仿真验证 | 第88-91页 |
| 4.6 本章小结 | 第91-92页 |
| 第五章 负载参数未确知的空间机械臂轨迹优化 | 第92-114页 |
| 5.1 引言 | 第92-93页 |
| 5.2 负载参数未确知情况下空间机械臂动力学分析 | 第93-101页 |
| 5.2.1 考虑未确知参数的负载模型描述 | 第93-94页 |
| 5.2.2 基于多项式混沌方法的动力学不确定性分析 | 第94-97页 |
| 5.2.3 负载参数未确知的空间机械臂动力学分析仿真实例 | 第97-101页 |
| 5.3 基于多项式混沌评估的空间机械臂轨迹优化 | 第101-106页 |
| 5.3.1 轨迹优化问题算法流程 | 第101-104页 |
| 5.3.2 基于多项式混沌评估的轨迹优化算法仿真实例 | 第104-106页 |
| 5.4 基于时间放大因子的空间机械臂轨迹规划 | 第106-113页 |
| 5.4.1 负载参数未确知的空间机械臂动力学方程 | 第106-109页 |
| 5.4.2 引入时间放大因子的轨迹调整策略 | 第109-111页 |
| 5.4.3 基于时间放大因子的轨迹规划算法仿真实例 | 第111-113页 |
| 5.5 本章小结 | 第113-114页 |
| 第六章 大负载空间机械臂轨迹优化算法地面实验研究 | 第114-145页 |
| 6.1 引言 | 第114页 |
| 6.2 空间机械臂大负载操作地面实验平台 | 第114-123页 |
| 6.2.1 实验平台总体结构 | 第114-116页 |
| 6.2.2 气浮平台 | 第116页 |
| 6.2.3 航天器基座模拟分系统 | 第116-118页 |
| 6.2.4 机械臂分系统 | 第118-120页 |
| 6.2.5 负载模拟分系统 | 第120-121页 |
| 6.2.6 供气系统 | 第121-122页 |
| 6.2.7 供电系统 | 第122-123页 |
| 6.3 地面实验平台软件设计 | 第123-129页 |
| 6.3.1 三维可视化仿真控制软件 | 第123-127页 |
| 6.3.2 测量数据采样软件 | 第127-129页 |
| 6.4 空间机械臂大负载操作轨迹优化算法实验研究 | 第129-143页 |
| 6.4.1 地面典型实验方案设计 | 第129-131页 |
| 6.4.2 面向大负载点到点任务的轨迹优化算法实验研究 | 第131-136页 |
| 6.4.3 面向大负载轨迹跟踪任务的轨迹优化算法实验研究 | 第136-142页 |
| 6.4.4 地面实验结果分析 | 第142-143页 |
| 6.5 本章小结 | 第143-145页 |
| 第七章 总结与展望 | 第145-148页 |
| 参考文献 | 第148-158页 |
| 致谢 | 第158-159页 |
| 作者攻读学位期间取得的研究成果 | 第159-160页 |
