自由浮動(dòng)空間柔性冗余機(jī)器人系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與控制研究.pdf

1、隨著空間技術(shù)的發(fā)展，空間柔性冗余機(jī)器人的研究受到了廣泛的關(guān)注。由于它結(jié)構(gòu)的特殊性，柔性臂在運(yùn)動(dòng)中會(huì)發(fā)生變形和振動(dòng)，這給空間柔性冗余機(jī)器人的定位和跟蹤控制帶來了很多的問題。因此，針對(duì)自由浮動(dòng)空間柔性冗余機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)建模與振動(dòng)控制及關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)優(yōu)化控制問題，本文進(jìn)行了深入的研究，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 首先，本文基于假設(shè)模態(tài)法、拉格朗日方程和動(dòng)量守恒，推導(dǎo)了自由浮動(dòng)空間柔性冗余機(jī)器人系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)負(fù)載軌跡進(jìn)行跟蹤控制，同

2、時(shí)，還與剛性機(jī)器人系統(tǒng)比較分析，仿真結(jié)果說明了柔性臂存在彈性形變以及其影響著本體和負(fù)載的狀態(tài)。
　　 其次，針對(duì)柔性臂的彈性形變和振動(dòng)問題，本文采用了基于濾波器的滑模振動(dòng)控制方法，并與PD 控制方法進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果說明了前一種控制方法的優(yōu)越性。
　　 再次，本文分析了自由浮動(dòng)空間柔性冗余機(jī)器人彈性動(dòng)力響應(yīng)的特性，在結(jié)構(gòu)參數(shù)不變的情況下，利用柔性冗余度機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的冗余特征，構(gòu)造出以冗余關(guān)節(jié)角為狀態(tài)變量的控制結(jié)構(gòu)