自由浮動(dòng)空間雙臂機(jī)器人系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)控制研究.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(xué)研究和探索越來(lái)越多,但是太空環(huán)境惡劣,送人類到太空的成本昂貴、風(fēng)險(xiǎn)太大,因此空間機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生,自由浮動(dòng)的空間機(jī)器人因其節(jié)省燃料而引起人們的廣泛關(guān)注.本文主要研究了自由浮動(dòng)空間雙臂機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性和動(dòng)力學(xué)控制問(wèn)題,對(duì)這種空間機(jī)器人將來(lái)投入實(shí)際應(yīng)用做了一些很有價(jià)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(xì)分析了自由浮動(dòng)空間雙臂機(jī)器人系統(tǒng)在閉鏈位形下的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性,建立了系統(tǒng)的動(dòng)

2、力學(xué)模型,并運(yùn)用計(jì)算力矩方法和PI控制方法完成了系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)協(xié)調(diào)控制;然后提出了基于非線性規(guī)劃的優(yōu)化算法和引入模擬退火的混合遺傳算法,實(shí)現(xiàn)了自由浮動(dòng)空間雙臂機(jī)器人系統(tǒng)的內(nèi)力優(yōu)化控制,并結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)深入分析了兩種優(yōu)化算法的優(yōu)劣,優(yōu)化算法的應(yīng)用大幅度節(jié)省了空間機(jī)器人能量消耗,具有重大的現(xiàn)實(shí)意義;最后針對(duì)自由浮動(dòng)空間雙臂機(jī)器人系統(tǒng)存在建模誤差的情況,本文提出了單一魯棒控制方法和魯棒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法,完成了負(fù)載運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤的仿真實(shí)驗(yàn),證明了這兩