一类空间机械臂系统的自适应控制与鲁棒控制

讨论载体位置与姿态均不受控制的自由浮动空间机械臂系统的控制问题 .基于增广静态反馈控制模型 ,提出当载荷参数不确定时空间机械臂追踪惯性空间期望轨迹的自适应和鲁棒控制方法 ,通过仿真运算 ,证实了方法的有效性 .

空间机械臂动力学奇点与回避

本文导出空间机械臂非完整约束方程，讨论自由漂浮系统动力学奇点问题，对冗余和非冗余系统分别提出避免奇点的方法，对平面运动情形得到减少奇点出现的工程方法。文中附有算例。

空间机械臂逆动力学的Liapunov方法

讨论了空间机械臂的逆动力学问题，指出了系统的非完整约束性质．以铰转角为变量的Ｌｉａｐｕｎｏｖ方法由于理论缺陷导致实践中出现计算死点而难以实际应用．文中提出以臂端载荷位形为变量的Ｌｉａｐｕｎｏｖ方法并给出算例。

参数不确定空间机械臂系统的自适应鲁棒性联合控制

本文讨论载体位置与姿态均不受控制的自由浮动空间机械臂系统的控制问题。基于增广变量法，提出当机械臂与载荷参数均不确定时自由浮动空间机械臂追踪惯性空间期望轨迹的自适应鲁棒性联合控制方法。通过仿真运算， 证实了方法的有效性。

浮动基座空间机械臂系统的动力学建模与惯性轨迹跟踪的滑模控制

本文利用多刚体系统动力学方法对载体位置、姿态均不受控制的浮动基空间机械臂系统的运动学、动力学作了分析,并结合系统的动量与动量矩守恒关系建立了系统的动力学方程及运动的广义Jacobi关系。以此为基础,对空间机械臂末端抓手追踪惯性空间期望轨迹的控制问题作了研究。考虑到空间机械臂系统的结构复杂性及某些参数(如液体控制燃料的数量)的变动性,根据具有较强鲁棒性的变结构滑模控制理论,设计了轨迹跟踪控制的变结构滑模控制方案。此控制方案的优点在于:在操作过程中不需要对空间机械臂载体的位置、姿态进行主动控制,因此将大大减少位置、姿态控制装置的燃料消耗。通过对平面三杆自由浮动空间机械臂系统的仿真计算,证实了文中提出的变结构滑模控制方案的有效性。

空间机械臂动力学与控制研究进展

综述了近年来国内外在空间机械臂动力学与控制研究领域内的最新进展．包括路径规划的逆动力学、挠性影响、自适应控制及最优控制。

带滑移铰空间机械壁的分解运动自适应控制

讨论了载体位置与姿态均不受控制的漂浮基带滑移铰空间机械臂的逆运动学问题，推导了系统的运动学、动力学方程。分析表明，结合系统动量及动量矩守恒关系得到的系统广义Jacobi关系为系统惯性参数的非线性函数。证明了借助于增广变量法可以将增广广义Jacobi矩阵表示为一组适当选择的惯性参数的线性函数。在此基础上，给出了系统参数未知时由空间机械臂末端惯性空间期望轨迹产生机械臂关节铰期望角速度、角加速度的增广自适应控制算法。仿真运算，证实了方法的有效性。

漂浮基空间机械臂关节轨迹跟踪的增广鲁棒控制方法

讨论了载体位置与姿态均不受控制的漂浮基空间机械臂系统的控制问题 .基于增广变量法 ,解决了空间机械臂系统的控制方程关于系统惯性参数的非线性化问题 ;保持了控制方程关于系统惯性参数的线性关系 .在此基础上 ,针对系统载荷参数不确定的情况 ,提出了关节空间轨迹追踪的增广鲁棒控制方法 ,并应用Lyapunov直接方法证明了提到的控制方案能使系统满足渐近稳定性条件 .通过仿真运算 。

柔性多体航天器单向递推组集建模方法

本文提出一种面向计算机建立柔性多体航天器动力学方程的新方法，其特点是完成运动学正向递推同时实现动力学方程的组集。这种方法不仅可提高航天器、空间机械臂动力学仿真的计算效率，而且可有效地克服数值积分病态的困难。文末一个空间四杆柔性机械臂的算例验证了这种建模方法的上述优点。

漂浮基空间机械臂分解运动控制的增广自适应算法

本文讨论了载体位置与姿态均不受控制的漂浮基两杆空间机械臂系统的逆运动学问题，推导了系统的运动学、动力学方程．分析表明，结合系统动量守恒及动量矩守恒关系得到的系统广义Ｊａｃｏｂｉ关系为系统惯性参数的非线性函数．本文证明了，借助于增广变量法可以将增广广义Ｊａｃｏｂｉ矩阵表示为一组适当选择的惯性参数的线性函数．并在此基础上，给出了系统参数未知时由空间机械臂末端惯性空间期望轨迹产生机械臂关节铰期望角速度、角加速度的增广自适应控制算法．仿真运算。

漂浮弹性空间机械臂动力学及振动抑制

本文讨论自由漂浮弹性空间机械臂系统动力学，建立系统非完整约束方程及动力学控制方程。运用Ｐｏｎｔｒｙａｇｉｎ 极值原理寻求最小控制力矩及抑制弹性振动的控制规律。数值模拟结果表明本文提出方法的有效性。

漂浮基空间机械臂关节空间轨迹的鲁棒自适应跟踪控制

本文讨论了具有不确定系统参数的漂浮基空间机械臂系统的控制问题。由于载体的位置与姿态均不受控制,空间机械臂系统的控制方程失去了关于系统惯性参数的线性性质,给控制系统设计带来极大的困难。基于增广变量的思想,我们克服了上述难点,保持了控制方程关于系统惯性参数的线性关系;在此基础上,针对系统中机械臂参数不确定、载荷参数未知的情况,提出了关节空间轨迹追踪的鲁棒自适应控制方案,并应用Lya-punov直接方法对上述控制方案的渐近稳定性条件作了证明。提出的控制方案适用于空间站舱内机械手控制系统设计。仿真运算证实了该方法的有效性。

带滑移铰空间机械臂惯性轨迹跟踪的反馈控制

利用多体动力学方法对浮动基带滑移铰空间机械臂的运动学、动力学作了分析。首先，根据系统结构的几何关系并结合系统对总质心的动量矩守恒关系，导出了其末端抓手运动速度与关节铰速度之间的广义Ｊａｃｏｂｉａｎ关系；然后，利用系统动力学方程及运动的广义Ｊａｃｏｂｉａｎ关系，研究了载体位置、姿态不受控情况下，其末端抓手跟踪惯性空间期望轨迹的反馈控制规律。研究结果表明，在系统动力学参数及动力学模型精确确定，跟踪误差及需要的运动变量可测或可计算的情况下，本文的控制方案能够有效地控制空间机械臂完成惯性空间的指定运动，而不需对其载体的位置、姿态进行主动控制。仿真计算结果证实了方法的有效性。

漂浮弹性空间机械臂系统动力学问题

指出了结构弹性变形、载体浮动引起的系统非完整力学特性是空间机械臂正逆动力学研究的主要困难，综述了弹性空间机械臂系统动力学研究状况。

空间机械臂抓取负载时最小冲击的研究

本文讨论空间机械臂冲击动力学问题,建立捕获过程系统冲击动力学方程。导出负载质量、机械臂相对转角与碰撞冲量的关系,得到抓手在捕获过程所受冲击最小的系统铰空间位形,文中附有数值曲线。