空間機械臂建模、規(guī)劃與控制

目錄
第 1章 空間機械臂發(fā)展現(xiàn)狀及關鍵技術
1．1 空間機械臂概述
1．1．1 空間機械臂的研究意義
1．1．2 空間機械臂的構成
1．1．3 空間機械臂的分類
1．2 空間機械臂國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1．2．1 國外典型空間機械臂系統(tǒng)
1．2．2 我國空間機械臂發(fā)展概況
1．2．3 空間機械臂特性與功能
1．3 空間機械臂應用分析
1．3．1 空間機械臂應用需求分析
1．3．2 空間機械臂應用技術分析
1．4 空間機械臂規(guī)劃與控制關鍵技術
1．4．1 空間機械臂運動學建模
1．4．2 空間機械臂動力學建模
1．4．3 空間機械臂任務規(guī)劃
1．4．4 空間機械臂路徑規(guī)劃及軌跡優(yōu)化
1．4．5 空間機械臂接觸碰撞控制
1．4．6 空間機械臂柔順控制
1．5 小結
第 2章 空間機械臂運動學模型
2．1 機械臂連桿間幾何關系的描述方法
2．1．1 T矩陣法
2．1．2 D-H法
2．1．3 MDH法
2．1．4 MCPC法
2．1．5 旋量法
2．1．6 機械臂建系方法總結
2．2空間機械臂位置級運動學問題
2．2．1 空間機械臂位置級正運動學問題
2．2．2 空間機械臂位置級逆運動學問題
2．3 空間機械臂速度級運動學問題
2．3．1 空間機械臂速度級正運動學問題
2．3．2 空間機械臂速度級逆運動學問題
2．3．3 算例：二自由度自由漂浮機械臂系統(tǒng)運動學建模
2．4 小結
第3章 空間機械臂動力學模型
3．1 機械臂動力學建模方法
3．1．1 牛頓-歐拉（Newton-Euler）法
3．1．2 拉格朗日法
3．1．3 凱恩法
3．1．4 空間算子代數(shù)法
3．1．5 哈密爾頓法
3．1．6 機械臂動力學建模方法總結
3．1．7 典型動力學建模方法在空間機械臂上的應用
3．2 機械臂柔性動力學建模方法
3．2．1 基于假設模態(tài)法的機械臂柔性動力學建模方法
3．2．2 基于集中質(zhì)量法的機械臂柔性動力學建模方法
3．2．3 基于有限元法的機械臂柔性動力學建模方法
3．2．4 機械臂柔性變形表征方法總結
3．2．5 典型柔性動力學建模方法在空間機械臂上的應用
3．3 小結
第4章 空間機械臂任務規(guī)劃
4．1 空間機械臂任務規(guī)劃框架
4．2 基于分層任務網(wǎng)絡的機械臂任務規(guī)劃方法
4．2．1分層任務網(wǎng)絡規(guī)劃器介紹
4．2．2 空間機械臂分層任務網(wǎng)絡規(guī)劃域
4．2．3 空間機械臂分層任務網(wǎng)絡求解
4．2．4 仿真算例
4．3 基于改進圖規(guī)劃算法的機械臂任務規(guī)劃方法
4．3．1 機械臂任務規(guī)劃要素表征
4．3．2 基于模擬退火算法圖拓展改進
4．3．3 多約束條件下融合多目標的任務規(guī)劃解提取
4．3．4 仿真算例
4．4 小結
第5章 空間機械臂路徑規(guī)劃
5．1 關節(jié)空間路徑規(guī)劃
5．1．1 基于梯形速度插值的路徑規(guī)劃
5．1．2 基于多項式插值的路徑規(guī)劃
5．1．3 仿真算例
5．2 笛卡爾空間路徑規(guī)劃
5．2．1 點到點路徑規(guī)劃
5．2．2連續(xù)跟蹤路徑規(guī)劃
5．2．3 基于視覺伺服的路徑規(guī)劃
5．2．4 仿真算例
5．3 非完整路徑規(guī)劃
5．3．1 非完整路徑規(guī)劃數(shù)學描述
5．3．2 非完整路徑規(guī)劃問題求解
5．3．3 仿真算例
5．4 小結
第6章 空間機械臂軌跡優(yōu)化基本理論
6．1 空間機械臂軌跡優(yōu)化模型建立
6．1．1 優(yōu)化目標
6．1．2 約束條件
6．1．3 軌跡優(yōu)化模型
6．2 空間機械臂軌跡優(yōu)化問題求解
6．2．1 單目標軌跡優(yōu)化方法
6．2．2 多目標軌跡優(yōu)化方法
6．3 仿真算例
6．4 小結
第7章 考慮運動特性的空間機械臂軌跡優(yōu)化
7．1 空間機械臂避奇異軌跡規(guī)劃
7．1．1 空間機械臂奇異問題轉化
7．1．2 空間機械臂奇異條件分析
7．1．3 基于修改末端速度的空間機械臂避奇異軌跡規(guī)劃
7．1．4 仿真算例
7．2 空間機械臂避障軌跡規(guī)劃
7．2．1 基于A*算法的空間機械臂構型空間避障軌跡規(guī)劃
7．2．2 基于多傳感器信息的空間機械臂實時避障運動規(guī)劃
7．2．3 仿真算例
7．3 空間機械臂重復運動規(guī)劃
7．3．1空間機械臂重復運動優(yōu)化算子
7．3．2基于重復運動優(yōu)化算子的空間機械臂重復運動規(guī)劃
7．3．3 仿真算例
7．4 小結
第8章 典型工況下空間機械臂軌跡優(yōu)化
8．1 空間機械臂低速運動軌跡優(yōu)化
8．1．1 低速運動特性軌跡影響因素分析
8．1．2 低速空載運動軌跡優(yōu)化
8．1．3 低速重載運動軌跡優(yōu)化
8．2 空間機械臂負載操作軌跡優(yōu)化
8．2．1 空間機械臂負載能力評估
8．2．2 面向大負載點到點規(guī)劃任務的空間機械臂軌跡優(yōu)化
8．2．3 面向大負載連續(xù)軌跡跟蹤任務的空間機械臂軌跡優(yōu)化
8．3 小結
第9章 空間機械臂接觸碰撞控制
9．1 空間機械臂接觸碰撞動力學方程
9．1．1 空間機械臂離散接觸碰撞動力學方程
9．1．2 空間機械臂連續(xù)接觸碰撞動力學方程
9．1．3 仿真算例
9．2 空間機械臂碰前構型優(yōu)化
9．2．1 空間機械臂構型優(yōu)化目標函數(shù)建立
9．2．2 空間機械臂構型優(yōu)化策略設計
9．2．3 仿真算例
9．3 空間機械臂碰后穩(wěn)定控制
9．3．1 空間機械臂末端位姿補償控制
9．3．2 空間機械臂基座姿態(tài)自運動調(diào)整
9．3．3 仿真算例
9．4 小結
第 10章 空間機械臂柔順控制
10．1 機械臂柔順控制方法
10．1．1 力/位混合控制方法
10．1．2 阻抗控制方法
10．1．3 自適應控制方法
10．1．4 機械臂柔順控制方法總結
10．2 環(huán)境干擾力作用下空間機械臂接觸力柔順控制
10．2．1 已知環(huán)境干擾力作用下的接觸力柔順控制
10．2．2 未知環(huán)境干擾力作用下的接觸力柔順控制
10．3 不確定模型下空間機械臂自適應柔順控制
10．3．1 不確定機械臂動力學模型下的自適應柔順控制
10．3．2 不確定環(huán)境剛度模型下的自適應柔順控制
10．4 小結