自由浮動冗余度空間機器人運動規(guī)劃與力矩優(yōu)化方法研究.pdf

1、隨著空間科技的發(fā)展，人類需要在太空中從事的科學研究和探索越來越多，但是太空環(huán)境惡劣，把人類送到太空的成本昂貴、風險太大，因此空間機器人應運而生，自由浮動的空間機器人因其節(jié)省燃料而引起人們的廣泛關注。本文主要研究了自由浮動冗余度空間機器人系統(tǒng)的運動規(guī)劃與關節(jié)力矩優(yōu)化問題，對這種空間機器人將來投入實際應用做了一些很有價值的理論研究與探討，具體工作主要有以下幾方面： 首先，詳細分析了自由浮動冗余度空間機器人系統(tǒng)的運動學特性，建立了系統(tǒng)

2、的運動學模型，結合空間機械臂的冗余特性，采用分解運動速度控制方法完成了系統(tǒng)的姿態(tài)穩(wěn)定運動規(guī)劃；然后利用自由浮動冗余度空間機器人的零空間自運動特性，實現(xiàn)了空間機器人系統(tǒng)的避奇異運動規(guī)劃；其次，利用多剛體動力學方法推導出自由浮動冗余空間機器人的動力學方程，采用計算力矩控制方法完成了系統(tǒng)的動力學控制；最后，采用基于零空間法與最小關節(jié)力矩方法的局部優(yōu)化方法，實現(xiàn)了自由浮動冗余度空間機器人系統(tǒng)的關節(jié)力矩優(yōu)化，針對局部優(yōu)化方法的不穩(wěn)定問題，本文又研