自由漂浮空間機器人載體姿態(tài)無擾的軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、自由漂浮空間機器人有著廣泛的軍事和民用應用背景，由于具有姿態(tài)干擾性、非完整性和運動冗余性等運動特性，其運動規(guī)劃和控制問題都變得十分困難。為了保證通信設備和其它星載設備的正常工作，要求機械臂運動過程中載體姿態(tài)無擾，因此自由漂浮空間機器人載體姿態(tài)無擾的軌跡規(guī)劃研究具有重要的理論和實際意義。
　　論文研究并分析了自由漂浮空間機器人運動學、動力學、工作空間和奇異性等基本理論。在此基礎上，對自由漂浮空間機器人的載體姿態(tài)無擾的特殊狀態(tài)進行了具

2、體分析，給出了運動學廣義雅可比矩陣、最大可達工作空間、動力學方程和奇異性方程。結合自由漂浮空間機器人的系統(tǒng)參數(shù)，進行了仿真驗證。
　　根據(jù)邊界條件對光滑分段設計了關節(jié)軌跡的速度規(guī)劃算法，以優(yōu)化驅動力矩為目標設計了多光滑分段的時間分配方法。在無擾約束方程的基礎上，構建姿態(tài)無擾曲線組，設計了關節(jié)空間比較規(guī)劃算法；引入相關系數(shù)，設計了任務空間向量規(guī)劃算法。結合具體的任務對這兩種基本算法進行了仿真驗證。仿真結果表明在初始點附近的局部范圍內(nèi)