自由漂浮空間機(jī)器人載體姿態(tài)無擾的軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、自由漂浮空間機(jī)器人有著廣泛的軍事和民用應(yīng)用背景，由于具有姿態(tài)干擾性、非完整性和運(yùn)動(dòng)冗余性等運(yùn)動(dòng)特性，其運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和控制問題都變得十分困難。為了保證通信設(shè)備和其它星載設(shè)備的正常工作，要求機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)過程中載體姿態(tài)無擾，因此自由漂浮空間機(jī)器人載體姿態(tài)無擾的軌跡規(guī)劃研究具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　論文研究并分析了自由漂浮空間機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、工作空間和奇異性等基本理論。在此基礎(chǔ)上，對(duì)自由漂浮空間機(jī)器人的載體姿態(tài)無擾的特殊狀態(tài)進(jìn)行了具

2、體分析，給出了運(yùn)動(dòng)學(xué)廣義雅可比矩陣、最大可達(dá)工作空間、動(dòng)力學(xué)方程和奇異性方程。結(jié)合自由漂浮空間機(jī)器人的系統(tǒng)參數(shù)，進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　根據(jù)邊界條件對(duì)光滑分段設(shè)計(jì)了關(guān)節(jié)軌跡的速度規(guī)劃算法，以優(yōu)化驅(qū)動(dòng)力矩為目標(biāo)設(shè)計(jì)了多光滑分段的時(shí)間分配方法。在無擾約束方程的基礎(chǔ)上，構(gòu)建姿態(tài)無擾曲線組，設(shè)計(jì)了關(guān)節(jié)空間比較規(guī)劃算法；引入相關(guān)系數(shù)，設(shè)計(jì)了任務(wù)空間向量規(guī)劃算法。結(jié)合具體的任務(wù)對(duì)這兩種基本算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明在初始點(diǎn)附近的局部范圍內(nèi)