空間機械臂建模、規(guī)劃與控制

定　價：￥128.00

作　者：	陳鋼著
出版社：	人民郵電出版社
叢編項：	國之重器出版工程
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787115519146	出版時間：	2019-09-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	386	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書基于作者多年來承擔航天領域重大項目及其他***項目過程中取得的研究成果，對空間機械臂的建模、規(guī)劃及控制等相關基本理論和方法進行了系統(tǒng)深入的論述：首先介紹了空間機械臂運動學及動力學建模方法，在此基礎上對空間機械臂任務規(guī)劃、路徑規(guī)劃、軌跡優(yōu)化的基本理論及其在多種任務需求下的具體應用進行了詳細介紹，最后在控制層面對空間機械臂接觸碰撞控制以及柔順控制進行了闡述。書中的理論方法緊密結合實際，可用于解決目標捕獲、在軌組裝與服務、星表樣品采集等任務中涉及到的空間機械臂技術問題。書中涉及的理論及方法大多已發(fā)表在國際**期刊、國際**學術會議論文集中，并在我國航天型號項目中得到了實際應用，具備較強的創(chuàng)新性和使用價值。本書可作為高等院校相關專業(yè)研究生和高年級本科生的教材，也可供從事空間機器人技術研究及應用的研發(fā)人員及工程技術人員參考。

作者簡介

　　陳鋼，工學博士，北京郵電大學自動化學院副教授?，F(xiàn)任空間機器人技術教育部重點實驗室副主任，自動化學院機電教研中心副主任。長期從事空間機械臂規(guī)劃與控制研究工作，主要承擔我國空間站機械臂、嫦娥5號機械臂等重大專項空間機械臂規(guī)劃與控制等關鍵技術攻關工作。近年來，先后主持國家自然科學基金課題，教育部博士點基金項目，載人航天預研項目以及航天院所委托項目等30多項。以第一或通訊作者發(fā)表在國內(nèi)外重要刊物和學術會議上發(fā)表論文60余篇，其中SCI檢索20余篇；獲國家發(fā)明專利20余項；獲中國機械工業(yè)科技獎一等獎1項。

圖書目錄

目錄
第 1章空間機械臂發(fā)展現(xiàn)狀及關鍵技術
1．1 空間機械臂概述
1．1．1 空間機械臂的研究意義
1．1．2 空間機械臂的構成
1．1．3 空間機械臂的分類
1．2 空間機械臂國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1．2．1 國外典型空間機械臂系統(tǒng)
1．2．2 我國空間機械臂發(fā)展概況
1．2．3 空間機械臂特性與功能
1．3 空間機械臂應用分析
1．3．1 空間機械臂應用需求分析
1．3．2 空間機械臂應用技術分析
1．4 空間機械臂規(guī)劃與控制關鍵技術
1．4．1 空間機械臂運動學建模
1．4．2 空間機械臂動力學建模
1．4．3 空間機械臂任務規(guī)劃
1．4．4 空間機械臂路徑規(guī)劃及軌跡優(yōu)化
1．4．5 空間機械臂接觸碰撞控制
1．4．6 空間機械臂柔順控制
1．5 小結
第 2章空間機械臂運動學模型
2．1 機械臂連桿間幾何關系的描述方法
2．1．1 T矩陣法
2．1．2 D-H法
2．1．3 MDH法
2．1．4 MCPC法
2．1．5 旋量法
2．1．6 機械臂建系方法總結
2．2空間機械臂位置級運動學問題
2．2．1 空間機械臂位置級正運動學問題
2．2．2 空間機械臂位置級逆運動學問題
2．3 空間機械臂速度級運動學問題
2．3．1 空間機械臂速度級正運動學問題
2．3．2 空間機械臂速度級逆運動學問題
2．3．3 算例：二自由度自由漂浮機械臂系統(tǒng)運動學建模
2．4 小結
第3章空間機械臂動力學模型
3．1 機械臂動力學建模方法
3．1．1 牛頓-歐拉（Newton-Euler）法
3．1．2 拉格朗日法
3．1．3 凱恩法
3．1．4 空間算子代數(shù)法
3．1．5 哈密爾頓法
3．1．6 機械臂動力學建模方法總結
3．1．7 典型動力學建模方法在空間機械臂上的應用
3．2 機械臂柔性動力學建模方法
3．2．1 基于假設模態(tài)法的機械臂柔性動力學建模方法
3．2．2 基于集中質(zhì)量法的機械臂柔性動力學建模方法
3．2．3 基于有限元法的機械臂柔性動力學建模方法
3．2．4 機械臂柔性變形表征方法總結
3．2．5 典型柔性動力學建模方法在空間機械臂上的應用
3．3 小結
第4章空間機械臂任務規(guī)劃
4．1 空間機械臂任務規(guī)劃框架
4．2 基于分層任務網(wǎng)絡的機械臂任務規(guī)劃方法
4．2．1分層任務網(wǎng)絡規(guī)劃器介紹
4．2．2 空間機械臂分層任務網(wǎng)絡規(guī)劃域
4．2．3 空間機械臂分層任務網(wǎng)絡求解
4．2．4 仿真算例
4．3 基于改進圖規(guī)劃算法的機械臂任務規(guī)劃方法
4．3．1 機械臂任務規(guī)劃要素表征
4．3．2 基于模擬退火算法圖拓展改進
4．3．3 多約束條件下融合多目標的任務規(guī)劃解提取
4．3．4 仿真算例
4．4 小結
第5章空間機械臂路徑規(guī)劃
5．1 關節(jié)空間路徑規(guī)劃
5．1．1 基于梯形速度插值的路徑規(guī)劃
5．1．2 基于多項式插值的路徑規(guī)劃
5．1．3 仿真算例
5．2 笛卡爾空間路徑規(guī)劃
5．2．1 點到點路徑規(guī)劃
5．2．2連續(xù)跟蹤路徑規(guī)劃
5．2．3 基于視覺伺服的路徑規(guī)劃
5．2．4 仿真算例
5．3 非完整路徑規(guī)劃
5．3．1 非完整路徑規(guī)劃數(shù)學描述
5．3．2 非完整路徑規(guī)劃問題求解
5．3．3 仿真算例
5．4 小結
第6章空間機械臂軌跡優(yōu)化基本理論
6．1 空間機械臂軌跡優(yōu)化模型建立
6．1．1 優(yōu)化目標
6．1．2 約束條件
6．1．3 軌跡優(yōu)化模型
6．2 空間機械臂軌跡優(yōu)化問題求解
6．2．1 單目標軌跡優(yōu)化方法
6．2．2 多目標軌跡優(yōu)化方法
6．3 仿真算例
6．4 小結
第7章考慮運動特性的空間機械臂軌跡優(yōu)化
7．1 空間機械臂避奇異軌跡規(guī)劃
7．1．1 空間機械臂奇異問題轉化
7．1．2 空間機械臂奇異條件分析
7．1．3 基于修改末端速度的空間機械臂避奇異軌跡規(guī)劃
7．1．4 仿真算例
7．2 空間機械臂避障軌跡規(guī)劃
7．2．1 基于A*算法的空間機械臂構型空間避障軌跡規(guī)劃
7．2．2 基于多傳感器信息的空間機械臂實時避障運動規(guī)劃
7．2．3 仿真算例
7．3 空間機械臂重復運動規(guī)劃
7．3．1空間機械臂重復運動優(yōu)化算子
7．3．2基于重復運動優(yōu)化算子的空間機械臂重復運動規(guī)劃
7．3．3 仿真算例
7．4 小結
第8章典型工況下空間機械臂軌跡優(yōu)化
8．1 空間機械臂低速運動軌跡優(yōu)化
8．1．1 低速運動特性軌跡影響因素分析
8．1．2 低速空載運動軌跡優(yōu)化
8．1．3 低速重載運動軌跡優(yōu)化
8．2 空間機械臂負載操作軌跡優(yōu)化
8．2．1 空間機械臂負載能力評估
8．2．2 面向大負載點到點規(guī)劃任務的空間機械臂軌跡優(yōu)化
8．2．3 面向大負載連續(xù)軌跡跟蹤任務的空間機械臂軌跡優(yōu)化
8．3 小結
第9章空間機械臂接觸碰撞控制
9．1 空間機械臂接觸碰撞動力學方程
9．1．1 空間機械臂離散接觸碰撞動力學方程
9．1．2 空間機械臂連續(xù)接觸碰撞動力學方程
9．1．3 仿真算例
9．2 空間機械臂碰前構型優(yōu)化
9．2．1 空間機械臂構型優(yōu)化目標函數(shù)建立
9．2．2 空間機械臂構型優(yōu)化策略設計
9．2．3 仿真算例
9．3 空間機械臂碰后穩(wěn)定控制
9．3．1 空間機械臂末端位姿補償控制
9．3．2 空間機械臂基座姿態(tài)自運動調(diào)整
9．3．3 仿真算例
9．4 小結
第 10章空間機械臂柔順控制
10．1 機械臂柔順控制方法
10．1．1 力/位混合控制方法
10．1．2 阻抗控制方法
10．1．3 自適應控制方法
10．1．4 機械臂柔順控制方法總結
10．2 環(huán)境干擾力作用下空間機械臂接觸力柔順控制
10．2．1 已知環(huán)境干擾力作用下的接觸力柔順控制
10．2．2 未知環(huán)境干擾力作用下的接觸力柔順控制
10．3 不確定模型下空間機械臂自適應柔順控制
10．3．1 不確定機械臂動力學模型下的自適應柔順控制
10．3．2 不確定環(huán)境剛度模型下的自適應柔順控制
10．4 小結