空間柔性機(jī)械臂的動力學(xué)建模、摩擦補(bǔ)償與控制研究.pdf

1、空間機(jī)械臂在空間站組裝、維護(hù)和建設(shè)，在軌服務(wù)以及空間攻防任務(wù)中都具有重要的應(yīng)用。由于空間柔性機(jī)械臂具有減少發(fā)射成本和能量消耗、提高操作速度和負(fù)載能力等優(yōu)點(diǎn)，在目前的空間任務(wù)中得到了越來越多的應(yīng)用。其不足之處就是在執(zhí)行任務(wù)的過程中由于柔性連桿會產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動，對其精確定位非常困難，同時(shí)對控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也會造成不利的影響。對空間柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)模型進(jìn)行深入研究，把握其規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對其的精確控制，在理論上和工程實(shí)踐上都具有重大的意

2、義。
　　本文首先回顧了空間柔性機(jī)械臂的國內(nèi)外研究狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上提出了本文所要研究的內(nèi)容；第二章首先介紹了空間算子代數(shù)理論這一建模工具，利用該建模工具建立了鏈?zhǔn)絼傮w系統(tǒng)的正向與逆向動力學(xué)算法，并將該方法推廣到柔性多體系統(tǒng)中，得到了基于有限段方法的柔體連桿系統(tǒng)高效遞推算法；第三章在已有的摩擦模型基礎(chǔ)上，通過對空間環(huán)境的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，建立了空間柔性機(jī)械臂的兩種不同的摩擦模型，為后續(xù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了極大的便利；第四章首先引入