發(fā)布時(shí)間：2023-06-27 23:22

　　空間機(jī)械臂抓取過(guò)程半物理(HIL)仿真是地面模擬空間機(jī)械臂抓取過(guò)程,研究不同形式機(jī)械臂的抓取特性和對(duì)接初始條件等問(wèn)題的重要手段�？臻g機(jī)械臂抓取過(guò)程半物理仿真系統(tǒng)由對(duì)接動(dòng)力學(xué)模型和HIL仿真系統(tǒng)實(shí)物組成。研究抓取過(guò)程HIL仿真系統(tǒng)特性、探究提高系統(tǒng)模擬能力的方法是保證系統(tǒng)準(zhǔn)確模擬抓取過(guò)程的關(guān)鍵。而基于機(jī)器人位置內(nèi)環(huán)控制和力外環(huán)控制的形式使HIL仿真系統(tǒng)成為一個(gè)模型復(fù)雜、強(qiáng)耦合、存在許多不確定性和未知性的復(fù)雜系統(tǒng);同時(shí),空間機(jī)械臂抓取過(guò)程由捕獲階段、拖動(dòng)階段、姿態(tài)校正階段和緩沖階段組成,不同階段具有不同的特點(diǎn);使HIL仿真系統(tǒng)建模、分析、控制和補(bǔ)償方法等關(guān)鍵技術(shù)的研究變得困難。對(duì)此,本文從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究:設(shè)計(jì)空間機(jī)械臂抓取過(guò)程HIL仿真系統(tǒng)。針對(duì)研究目的和要求,采用集中參數(shù)法的建模思想,將機(jī)械臂等效為六自由度質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng),建立空間機(jī)械臂對(duì)接動(dòng)力學(xué)模型。綜合對(duì)接動(dòng)力學(xué)模型、并聯(lián)機(jī)器人模型和接觸模型建立空間機(jī)械臂抓取過(guò)程HIL仿真系統(tǒng)模型。從系統(tǒng)參數(shù)配置關(guān)系、系統(tǒng)穩(wěn)定條件和對(duì)接動(dòng)力學(xué)頻率模擬能力三個(gè)重要方面分析HIL仿真系統(tǒng)的特性,得到系統(tǒng)滿足穩(wěn)定性和模擬精度的關(guān)鍵結(jié)論。抓取過(guò)程...

【文章頁(yè)數(shù)】：168 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源及研究意義
    1.2 空間對(duì)接技術(shù)及其仿真系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 空間對(duì)接技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 空間對(duì)接仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 空間對(duì)接半物理仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 并聯(lián)機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.3.2 機(jī)器人力控制研究現(xiàn)狀
        1.3.3 半物理仿真系統(tǒng)的研究概況總結(jié)
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 空間機(jī)械臂對(duì)接動(dòng)力學(xué)建模與半物理仿真系統(tǒng)穩(wěn)定性研究
    2.1 引言
    2.2 空間機(jī)械臂抓取過(guò)程半物理仿真系統(tǒng)組成
    2.3 空間機(jī)械臂對(duì)接動(dòng)力學(xué)建模
    2.4 空間機(jī)械臂抓取過(guò)程半物理仿真系統(tǒng)建模與穩(wěn)定性分析
        2.4.1 空間機(jī)械臂抓取過(guò)程半物理仿真系統(tǒng)建模
        2.4.2 空間機(jī)械臂抓取過(guò)程半物理仿真系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
    2.5 穩(wěn)定性分析結(jié)論和對(duì)接動(dòng)力學(xué)頻率模擬能力分析結(jié)論驗(yàn)證
    2.6 本章小結(jié)
第3章 空間機(jī)械臂抓取過(guò)程半物理仿真系統(tǒng)并聯(lián)機(jī)器人控制策略研究
    3.1 引言
    3.2 并聯(lián)機(jī)器人建模
        3.2.1 并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
        3.2.2 并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型
        3.2.3 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)模型
        3.2.4 并聯(lián)機(jī)器人整體模型
    3.3 基于模糊增量控制的并聯(lián)機(jī)器人控制策略研究
        3.3.1 模糊控制器及其功能模塊分析
        3.3.2 模糊增量控制器設(shè)計(jì)
    3.4 基于模糊增量控制的抓取過(guò)程半物理仿真系統(tǒng)模擬
        3.4.1 基于模糊增量控制的抓取過(guò)程半物理仿真系統(tǒng)模擬仿真驗(yàn)證
        3.4.2 基于模糊增量控制的抓取過(guò)程半物理仿真系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 空間機(jī)械臂抓取過(guò)程半物理仿真系統(tǒng)的力補(bǔ)償方法研究
    4.1 引言
    4.2 基于Smith預(yù)測(cè)的力傳感器測(cè)量延遲補(bǔ)償方法研究
        4.2.1 力傳感器測(cè)量延遲模型
        4.2.2 Simth預(yù)測(cè)補(bǔ)償模型
    4.3 基于三自由度剛度-阻尼在線辨識(shí)的力和力矩補(bǔ)償方法研究
        4.3.1 對(duì)接機(jī)構(gòu)接觸模型
        4.3.2 基于卡爾曼濾波的三自由度剛度-阻尼參數(shù)辨識(shí)
        4.3.3 力和力矩補(bǔ)償模型
        4.3.4 基于力和力矩補(bǔ)償?shù)陌胛锢矸抡嫦到y(tǒng)模型與分析
    4.4 Smith預(yù)測(cè)補(bǔ)償與力和力矩補(bǔ)償方法驗(yàn)證
        4.4.1 Smith預(yù)測(cè)補(bǔ)償與力和力矩補(bǔ)償方法仿真驗(yàn)證
        4.4.2 力和力矩補(bǔ)償方法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 空間機(jī)械臂等效為六維彈簧機(jī)構(gòu)的半物理仿真系統(tǒng)特性研究
    5.1 引言
    5.2 機(jī)械臂等效為六維彈簧機(jī)構(gòu)的半物理仿真系統(tǒng)建模與分析
        5.2.1 機(jī)械臂等效為六維彈簧機(jī)構(gòu)的半物理仿真系統(tǒng)組成
        5.2.2 機(jī)械臂等效為六維彈簧機(jī)構(gòu)的半物理仿真系統(tǒng)建模
        5.2.3 機(jī)械臂等效為六維彈簧機(jī)構(gòu)的半物理仿真系統(tǒng)特性分析
    5.3 基于過(guò)程參數(shù)在線辨識(shí)的離散域力補(bǔ)償研究
        5.3.1 過(guò)程參數(shù)辨識(shí)與離散域力補(bǔ)償模型
        5.3.2 基于離散域力補(bǔ)償?shù)陌胛锢矸抡嫦到y(tǒng)模型與分析
    5.4 特性分析結(jié)論與離散域力補(bǔ)償方法驗(yàn)證
        5.4.1 空間機(jī)械臂抓取過(guò)程半物理仿真系統(tǒng)特性分析結(jié)論仿真驗(yàn)證
        5.4.2 基于過(guò)程參數(shù)在線辨識(shí)的離散域補(bǔ)償方法仿真驗(yàn)證
        5.4.3 空間機(jī)械臂抓取過(guò)程半物理仿真系統(tǒng)特性分析結(jié)論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.4.4 基于過(guò)程參數(shù)在線辨識(shí)的離散域力補(bǔ)償方法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
第6章 空間機(jī)械臂等效為六維彈簧機(jī)構(gòu)的半物理仿真系統(tǒng)主動(dòng)力控制研究
    6.1 引言
    6.2 空間機(jī)械臂抓取過(guò)程半物理仿真系統(tǒng)主動(dòng)柔順力控制模型
    6.3 基于μ理論的魯棒力控制研究
        6.3.1 不確定性的描述
        6.3.2 標(biāo)準(zhǔn)H∞問(wèn)題
        6.3.3 魯棒穩(wěn)定性分析
        6.3.4 μ設(shè)計(jì)與魯棒性能
        6.3.5 魯棒力控制結(jié)構(gòu)
        6.3.6 力控制器魯棒性分析
    6.4 基于不同力控制器的主動(dòng)柔順力控制模擬
        6.4.1 基于不同力控制器的主動(dòng)柔順力控制仿真驗(yàn)證
        6.4.2 基于不同力控制器的主動(dòng)柔順力控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3835534