大型空間機(jī)械臂的建模與控制研究.pdf

1、隨著人類對宇宙探索腳步的加快，空間機(jī)器人在的空間活動中的作用也日益關(guān)鍵。安裝在空間站和航天飛機(jī)上的大型空間機(jī)械臂，可以起到抓取大型空間設(shè)備，進(jìn)行空間站的建設(shè)，協(xié)助宇航員進(jìn)行空間設(shè)備的維護(hù)等工作。
　　大型空間機(jī)械臂與其它機(jī)械臂相比，具有較高的速度和負(fù)載自重比，缺點是有較大的柔性。在研究的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行改進(jìn)，通過在關(guān)節(jié)中加入力矩傳感器，對關(guān)節(jié)進(jìn)行力矩控制，有助于抑制大臂的振動。但是由關(guān)節(jié)柔性所帶來的高度非線性，強(qiáng)耦合以及時變等特點使

2、得對其柔性關(guān)節(jié)的控制變得很復(fù)雜。因此尋求合理的非線性控制方法就成為本文所研究的重點。
　　本文通過建立機(jī)械臂關(guān)節(jié)坐標(biāo)系模型，推導(dǎo)出機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)正逆解公式。同時給出柔性關(guān)節(jié)的動力學(xué)模型。這些都是軌跡規(guī)劃及運(yùn)動控制的重要數(shù)學(xué)模型。
　　文章對大型空間機(jī)械臂控制的硬件系統(tǒng)-傳感器系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。重點對用于大型空間臂的關(guān)節(jié)力矩傳感器進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計。關(guān)節(jié)力矩傳感器不僅為機(jī)械臂柔順控制的實現(xiàn)提供力感信息，而且可以用于柔性關(guān)節(jié)的位置控制。