近年來(lái),隨著各國(guó)航天科技水平的不斷提高,越來(lái)越多的太空任務(wù)需要由空間機(jī)械臂完成。由于空間機(jī)械臂有輕質(zhì)、臂長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)特征,撓性振動(dòng)問(wèn)題相對(duì)突出,對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。本文采用有限元分析的方法建立了空間機(jī)械臂仿真模型,重點(diǎn)研究了空間機(jī)械臂主動(dòng)控制方法,開(kāi)展了軌跡規(guī)劃算法研究�；贏nsys Workbench仿真平臺(tái)進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了模型建立的有效性。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,介紹了國(guó)內(nèi)外學(xué)者在空間機(jī)械臂領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。討論了空間機(jī)械臂建模分析及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,介紹了空間機(jī)械臂軌跡規(guī)劃研究成果。其次,以平面兩連桿為研究對(duì)象,采用幾何法及D-H參數(shù)法建立了機(jī)械臂系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。通過(guò)求解雅可比矩陣建立機(jī)械臂末端速度及關(guān)節(jié)速度之間的聯(lián)系。采用拉格朗日法完成了機(jī)械臂系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模,建立了力矩和關(guān)節(jié)狀態(tài)變量之間的關(guān)系。再次,基于Ansys Workbench有限元仿真平臺(tái)建立單自由度機(jī)械臂系統(tǒng)仿真模型。通過(guò)進(jìn)行模態(tài)分析及瞬時(shí)動(dòng)力學(xué)仿真驗(yàn)證了模型建立的有效性。在機(jī)械臂末端施加質(zhì)量點(diǎn),分析系統(tǒng)抓取不同重量載荷時(shí)的模態(tài)頻率及振型。對(duì)PD控制、微分先行PD控制、變?cè)鲆婵刂频戎鲃?dòng)控制方法展開(kāi)研究,...

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要內(nèi)容
第2章 空間機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)建模
    2.1 引言
    2.2 平面兩連桿機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
        2.2.1 平面兩連桿機(jī)械臂位置級(jí)運(yùn)動(dòng)學(xué)
        2.2.2 平面兩連桿機(jī)械臂速度級(jí)運(yùn)動(dòng)學(xué)
        2.2.3 平面兩連桿機(jī)械臂工作空間
    2.3 平面兩連桿機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于ANSYS的空間機(jī)械臂仿真模型建立
    3.1 引言
    3.2 單自由度機(jī)械臂仿真模型建立及主動(dòng)控制研究
        3.2.1 建立單自由度機(jī)械臂仿真模型及動(dòng)力學(xué)模型
        3.2.2 仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
        3.2.3 單自由度機(jī)械臂控制算法研究及仿真驗(yàn)證
            3.2.3.1 PD控制
            3.2.3.2 微分先行PD改進(jìn)控制算法
            3.2.3.3 變?cè)鲆婵刂扑惴?br>    3.3 二自由度機(jī)械臂仿真模型建立及仿真驗(yàn)證
        3.3.1 建立二自由度機(jī)械臂仿真模型
        3.3.2 二自由度機(jī)械臂模型仿真驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于ANSYS的空間機(jī)械臂軌跡規(guī)劃研究
    4.1 引言
    4.2 空間機(jī)械臂系統(tǒng)軌跡規(guī)劃與控制的關(guān)系
    4.3 空間機(jī)械臂軌跡規(guī)劃研究及仿真
        4.3.1 5次多項(xiàng)式插值法
        4.3.2 梯形速度插值法
        4.3.3 笛卡爾空間點(diǎn)到點(diǎn)軌跡規(guī)劃
        4.3.4 空間機(jī)械臂基座擾動(dòng)最小軌跡規(guī)劃
    4.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3842912