空間機器人動力學分析與控制仿真.pdf

1、空間機器人由機器人本體、機械臂和太陽帆板等組成，可以代替宇航員進行艙外活動，具有十分廣闊的應用前景。本文主要研究了空間機器人的運動學、動力學建模及其控制仿真問題。
　　首先利用第一類Lagrange方程建立了多體系統(tǒng)動力學模型，并給出了常見約束的約束方程。動力學方程的最終表現(xiàn)形式為微分/代數(shù)混合方程組。在推導的過程中未對方程進行任何簡化以保證體現(xiàn)系統(tǒng)的耦合非線性特征。本文以后的工作都是在此基礎上進行的。
　　其次分析了空間機

2、器人的運動學和動力學特性。分析了空間機器人的運動學特性——姿態(tài)干擾特性、冗余特性和非完整性，討論了空間機器人工作空間的問題，指出了空間機器人與地面機器人的不同之處，使用ADAMS軟件驗證了運動學特性；考慮到空間環(huán)境下機械臂質(zhì)量輕、尺寸大和負載質(zhì)量大的特點，緊接著研究了機械臂的撓性問題，使用有限元軟件ANSYS和ADAMS的協(xié)作仿真，研究了柔性機器人模型和剛性機器人模型的不同之處。
　　最后研究了空間機器人本體的姿態(tài)控制問題。將虛擬