第1章 绪论 1
1.1柔性机器人研究现状 2
1.1.1柔性机器人动力学建模 3
1.1.2柔性机器人动力学控制 4
1.2冗余度机器人研究现状 5
1.2.1冗余度机器人优化目标及优化策略 6
1.2.2冗余度机器人优化算法的实现 7
1.2.3柔性冗余度机器人研究现状 7
1.3空间机器人研究现状 8
1.3.1空间机器人运动学与动力学建模 9
1.3.2空间机器人动力学奇异与工作空间分析 10
1.3.3空间机器人本体位姿扰动控制 11
1.3.4空间机器人非完整路径规划 11
1.3.5空间机器人计算机仿真 12
1.3.6柔性臂空间机器人 13
参考文献 13
第2章 柔性臂机器人动力学建模 23
2.1假设模态法 23
2.1.1平面两连杆柔性机器人的动力学建模——简支梁边界条件 25
2.1.2动力学方程的符号推导 27
2.1.3动力学方程的离散形式 29
2.2子杆法 30
2.2.1单个柔性杆的虚拟刚性子杆及被动关节模型 31
2.2.2动静态参数计算 32
2.2.3子杆数目及子杆法适用范围的讨论 34
2.2.4柔性机器人整体动力学模型 35
2.2.5结构阻尼系数 38
2.2.6算例仿真及结果分析 38
参考文献 42
第3章 柔性臂空间机器人动力学建模 43
3.1柔性双臂空间机器人动力学建模 43
3.1.1坐标系建立 43
3.1.2变换矩阵 44
3.1.3坐标向量 44
3.1.4速度、角速度向量 45
3.1.5系统动能 46
3.1.6质量矩阵 46
3.1.7刚度矩阵 51
3.1.8质量矩阵对广义坐标的偏导数 51
3.1.9离心力和哥氏力 57
3.1.10广义主动力 59
3.1.11动力学方程及其分解 60
3.2动力学方程求解 62
3.2.1求解流程 62
3.2.2矩阵求逆算法 63
3.2.3数值积分算法 63
3.2.4动力学逆解算法 64
参考文献 64
第4章 柔性冗余度机器人动力学分析 65
4.1柔性冗余度机器人振动控制的复模态算法 66
4.1.1刚性冗余度机器人运动学反解基本问题概述 66
4.1.2柔性冗余度机器人运动学反解 68
4.1.3柔性冗余度机器人的计算力矩抑振控制原理 69
4.1.4自运动选择方法 71
4.1.5算例仿真及结果分析 72
4.2柔性冗余度机器人的力矩优化 77
4.2.1关节力矩优化方案 77
4.2.2动力学优化算法 79
4.2.3数值仿真 80
参考文献 83
第5章 柔性双臂空间机器人运动学分析 85
5.1空间机器人雅可比 85
5.1.1柔性双臂空间机器人雅可比矩阵 85
5.1.2系统广义雅可比矩阵 88
5.1.3对等刚性系统雅可比矩阵 89
5.1.4对等刚性系统质量矩阵 90
5.1.5对等刚性系统广义雅可比矩阵 92
5.2空间机器人工作空间 92
5.2.1对等刚性系统工作空间分析 93
5.2.2柔性臂空间机器人工作空间分析 97
5.2.3对称运动工作空间分析 98
参考文献 98
第6章 柔性双臂空间机器人轨迹规划 99
6.1时间参数化算法 99
6.2基座运动轨迹规划 102
6.2.1路径规划 102
6.2.2动力学约束 103
6.3捕捉目标的关节运动轨迹规划 104
6.3.1运动学逆解 104
6.3.2路径规划与动力学约束 105
6.4综合规划及仿真实例 106
6.4.1综合规划算法 106
6.4.2仿真实例 107
6.5非完整运动规划 108
6.5.1自由飘浮空间机器人的非完整性 108
6.5.2非完整运动规划算法 109
6.5.3空间机器人非完整关节运动规划 111
6.5.4仿真实例 111
参考文献 113
第7章 柔性臂空间机器人抑振轨迹规划 114
7.1振动抑制轨迹规划原理 114
7.2轨迹描述与生成 116
7.3振动抑制轨迹规划算法 117
7.4仿真实例 120
参考文献 122
第8章 柔性臂机器人控制 123
8.1逆动力学控制 123
8.1.1控制算法 123
8.1.2逆动力学控制算法稳定性分析 125
8.1.3逆动力学控制仿真 126
8.2神经网络控制 128
8.2.1分块策略及动力学模型 129
8.2.2神经网络控制方案 131
8.2.3学习样本 132
8.2.4神经网络控制仿真 133
参考文献 135
索引 136