空間機(jī)械臂建模、規(guī)劃與控制

目錄
第 1章 空間機(jī)械臂發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)
1．1 空間機(jī)械臂概述
1．1．1 空間機(jī)械臂的研究意義
1．1．2 空間機(jī)械臂的構(gòu)成
1．1．3 空間機(jī)械臂的分類(lèi)
1．2 空間機(jī)械臂國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1．2．1 國(guó)外典型空間機(jī)械臂系統(tǒng)
1．2．2 我國(guó)空間機(jī)械臂發(fā)展概況
1．2．3 空間機(jī)械臂特性與功能
1．3 空間機(jī)械臂應(yīng)用分析
1．3．1 空間機(jī)械臂應(yīng)用需求分析
1．3．2 空間機(jī)械臂應(yīng)用技術(shù)分析
1．4 空間機(jī)械臂規(guī)劃與控制關(guān)鍵技術(shù)
1．4．1 空間機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
1．4．2 空間機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模
1．4．3 空間機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃
1．4．4 空間機(jī)械臂路徑規(guī)劃及軌跡優(yōu)化
1．4．5 空間機(jī)械臂接觸碰撞控制
1．4．6 空間機(jī)械臂柔順控制
1．5 小結(jié)
第 2章 空間機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
2．1 機(jī)械臂連桿間幾何關(guān)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(jī)械臂建系方法總結(jié)
2．2空間機(jī)械臂位置級(jí)運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
2．2．1 空間機(jī)械臂位置級(jí)正運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
2．2．2 空間機(jī)械臂位置級(jí)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
2．3 空間機(jī)械臂速度級(jí)運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
2．3．1 空間機(jī)械臂速度級(jí)正運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
2．3．2 空間機(jī)械臂速度級(jí)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
2．3．3 算例：二自由度自由漂浮機(jī)械臂系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
2．4 小結(jié)
第3章 空間機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型
3．1 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)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(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模方法總結(jié)
3．1．7 典型動(dòng)力學(xué)建模方法在空間機(jī)械臂上的應(yīng)用
3．2 機(jī)械臂柔性動(dòng)力學(xué)建模方法
3．2．1 基于假設(shè)模態(tài)法的機(jī)械臂柔性動(dòng)力學(xué)建模方法
3．2．2 基于集中質(zhì)量法的機(jī)械臂柔性動(dòng)力學(xué)建模方法
3．2．3 基于有限元法的機(jī)械臂柔性動(dòng)力學(xué)建模方法
3．2．4 機(jī)械臂柔性變形表征方法總結(jié)
3．2．5 典型柔性動(dòng)力學(xué)建模方法在空間機(jī)械臂上的應(yīng)用
3．3 小結(jié)
第4章 空間機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃
4．1 空間機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃框架
4．2 基于分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃方法
4．2．1分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃器介紹
4．2．2 空間機(jī)械臂分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃域
4．2．3 空間機(jī)械臂分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)求解
4．2．4 仿真算例
4．3 基于改進(jìn)圖規(guī)劃算法的機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃方法
4．3．1 機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃要素表征
4．3．2 基于模擬退火算法圖拓展改進(jìn)
4．3．3 多約束條件下融合多目標(biāo)的任務(wù)規(guī)劃解提取
4．3．4 仿真算例
4．4 小結(jié)
第5章 空間機(jī)械臂路徑規(guī)劃
5．1 關(guān)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(xiàng)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(diǎn)到點(diǎn)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(jué)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(xué)描述
5．3．2 非完整路徑規(guī)劃問(wèn)題求解
5．3．3 仿真算例
5．4 小結(jié)
第6章 空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化基本理論
6．1 空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化模型建立
6．1．1 優(yōu)化目標(biāo)
6．1．2 約束條件
6．1．3 軌跡優(yōu)化模型
6．2 空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化問(wèn)題求解
6．2．1 單目標(biāo)軌跡優(yōu)化方法
6．2．2 多目標(biāo)軌跡優(yōu)化方法
6．3 仿真算例
6．4 小結(jié)
第7章 考慮運(yùn)動(dòng)特性的空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化
7．1 空間機(jī)械臂避奇異軌跡規(guī)劃
7．1．1 空間機(jī)械臂奇異問(wèn)題轉(zhuǎn)化
7．1．2 空間機(jī)械臂奇異條件分析
7．1．3 基于修改末端速度的空間機(jī)械臂避奇異軌跡規(guī)劃
7．1．4 仿真算例
7．2 空間機(jī)械臂避障軌跡規(guī)劃
7．2．1 基于A*算法的空間機(jī)械臂構(gòu)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(jī)械臂實(shí)時(shí)避障運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
7．2．3 仿真算例
7．3 空間機(jī)械臂重復(fù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
7．3．1空間機(jī)械臂重復(fù)運(yùn)動(dòng)優(yōu)化算子
7．3．2基于重復(fù)運(yùn)動(dòng)優(yōu)化算子的空間機(jī)械臂重復(fù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
7．3．3 仿真算例
7．4 小結(jié)
第8章 典型工況下空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化
8．1 空間機(jī)械臂低速運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化
8．1．1 低速運(yùn)動(dòng)特性軌跡影響因素分析
8．1．2 低速空載運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化
8．1．3 低速重載運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化
8．2 空間機(jī)械臂負(fù)載操作軌跡優(yōu)化
8．2．1 空間機(jī)械臂負(fù)載能力評(píng)估
8．2．2 面向大負(fù)載點(diǎn)到點(diǎn)規(guī)劃任務(wù)的空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化
8．2．3 面向大負(fù)載連續(xù)軌跡跟蹤任務(wù)的空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化
8．3 小結(jié)
第9章 空間機(jī)械臂接觸碰撞控制
9．1 空間機(jī)械臂接觸碰撞動(dòng)力學(xué)方程
9．1．1 空間機(jī)械臂離散接觸碰撞動(dòng)力學(xué)方程
9．1．2 空間機(jī)械臂連續(xù)接觸碰撞動(dòng)力學(xué)方程
9．1．3 仿真算例
9．2 空間機(jī)械臂碰前構(gòu)型優(yōu)化
9．2．1 空間機(jī)械臂構(gòu)型優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)建立
9．2．2 空間機(jī)械臂構(gòu)型優(yōu)化策略設(shè)計(jì)
9．2．3 仿真算例
9．3 空間機(jī)械臂碰后穩(wěn)定控制
9．3．1 空間機(jī)械臂末端位姿補(bǔ)償控制
9．3．2 空間機(jī)械臂基座姿態(tài)自運(yùn)動(dòng)調(diào)整
9．3．3 仿真算例
9．4 小結(jié)
第 10章 空間機(jī)械臂柔順控制
10．1 機(jī)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(yīng)控制方法
10．1．4 機(jī)械臂柔順控制方法總結(jié)
10．2 環(huán)境干擾力作用下空間機(jī)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(jī)械臂自適應(yīng)柔順控制
10．3．1 不確定機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型下的自適應(yīng)柔順控制
10．3．2 不確定環(huán)境剛度模型下的自適應(yīng)柔順控制
10．4 小結(jié)