自由漂浮空間機(jī)器人自適應(yīng)控制算法研究.pdf

1、隨著人類空間活動(dòng)的不斷發(fā)展，在未來(lái)的空間活動(dòng)中，將有大量的空間生產(chǎn)、空間加工、空間裝配、空間維護(hù)和修理工作進(jìn)行。這樣繁重的工作僅靠宇航員不可能完成，而且宇航員到太空的成本昂貴、風(fēng)險(xiǎn)太大，因此必須充分利用空間機(jī)器人?？臻g機(jī)器人系統(tǒng)采用自由漂浮工作模式可以節(jié)省燃料，延長(zhǎng)使用壽命，降低費(fèi)用。本文主要針對(duì)自由漂浮空間機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、自適應(yīng)控制和仿真等內(nèi)容進(jìn)行了研究。
　　首先，根據(jù)自由漂浮空間機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)幾何關(guān)系，分析了系

2、統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，得到了系統(tǒng)的雅可比矩陣，并進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)奇異性研究及PIW、PDW工作空間的分析。
　　其次，利用拉格朗日方法推導(dǎo)自由飄浮空間機(jī)器人系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程?；趧?dòng)量守恒法則的自由飄浮空間機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)具有非線性參數(shù)的特性，所以，基于線性參數(shù)模型的控制方法在這個(gè)模型中不能直接應(yīng)用。為了克服這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)用擴(kuò)展機(jī)械臂模型來(lái)推導(dǎo)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程。最后，通過(guò)Adams與Matlab軟件仿真所得到的曲線相對(duì)比，驗(yàn)證了所建立的動(dòng)力學(xué)模型的正確性

3、。
　　最后，針對(duì)系統(tǒng)參數(shù)不確定的問(wèn)題，采用自適應(yīng)控制算法。基于增廣變量法和參數(shù)線性分離原理，得到了自由漂浮空間機(jī)器人線性參數(shù)化形式的動(dòng)力學(xué)模型，該模型適合采用自適應(yīng)控制方法。本文對(duì)離線自適應(yīng)和在線自適應(yīng)控制算法進(jìn)行了研究，同時(shí)，針對(duì)系統(tǒng)中存在未建模動(dòng)態(tài)擾動(dòng)的情況，提出在線離線相結(jié)合的自適應(yīng)控制算法。離線辨識(shí)已建模的動(dòng)力學(xué)方程參數(shù)，為在線參數(shù)估計(jì)提供初值，在線估計(jì)補(bǔ)償未建模的動(dòng)力學(xué)方程的不確定部分，然后在線估計(jì)與計(jì)算力矩法相結(jié)合，