空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析與控制仿真.pdf

1、空間機(jī)器人由機(jī)器人本體、機(jī)械臂和太陽(yáng)帆板等組成，可以代替宇航員進(jìn)行艙外活動(dòng)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。本文主要研究了空間機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)建模及其控制仿真問(wèn)題。
　　首先利用第一類Lagrange方程建立了多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，并給出了常見(jiàn)約束的約束方程。動(dòng)力學(xué)方程的最終表現(xiàn)形式為微分/代數(shù)混合方程組。在推導(dǎo)的過(guò)程中未對(duì)方程進(jìn)行任何簡(jiǎn)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(chǔ)上進(jìn)行的。
　　其次分析了空間機(jī)

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