空間機(jī)械臂建模、規(guī)劃與控制

定　價(jià)：￥128.00

作　者：	陳鋼著
出版社：	人民郵電出版社
叢編項(xiàng)：	國(guó)之重器出版工程
標(biāo)　簽：	暫缺

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ISBN：	9787115519146	出版時(shí)間：	2019-09-01	包裝：	平裝
開(kāi)本：	16開(kāi)	頁(yè)數(shù)：	386	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書(shū)基于作者多年來(lái)承擔(dān)航天領(lǐng)域重大項(xiàng)目及其他***項(xiàng)目過(guò)程中取得的研究成果，對(duì)空間機(jī)械臂的建模、規(guī)劃及控制等相關(guān)基本理論和方法進(jìn)行了系統(tǒng)深入的論述：首先介紹了空間機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)建模方法，在此基礎(chǔ)上對(duì)空間機(jī)械臂任務(wù)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(wù)需求下的具體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)介紹，最后在控制層面對(duì)空間機(jī)械臂接觸碰撞控制以及柔順控制進(jìn)行了闡述。書(shū)中的理論方法緊密結(jié)合實(shí)際，可用于解決目標(biāo)捕獲、在軌組裝與服務(wù)、星表樣品采集等任務(wù)中涉及到的空間機(jī)械臂技術(shù)問(wèn)題。書(shū)中涉及的理論及方法大多已發(fā)表在國(guó)際**期刊、國(guó)際**學(xué)術(shù)會(huì)議論文集中，并在我國(guó)航天型號(hào)項(xiàng)目中得到了實(shí)際應(yīng)用，具備較強(qiáng)的創(chuàng)新性和使用價(jià)值。本書(shū)可作為高等院校相關(guān)專業(yè)研究生和高年級(jí)本科生的教材，也可供從事空間機(jī)器人技術(shù)研究及應(yīng)用的研發(fā)人員及工程技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　陳鋼，工學(xué)博士，北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院副教授。現(xiàn)任空間機(jī)器人技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，自動(dòng)化學(xué)院機(jī)電教研中心副主任。長(zhǎng)期從事空間機(jī)械臂規(guī)劃與控制研究工作，主要承擔(dān)我國(guó)空間站機(jī)械臂、嫦娥5號(hào)機(jī)械臂等重大專項(xiàng)空間機(jī)械臂規(guī)劃與控制等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)工作。近年來(lái)，先后主持國(guó)家自然科學(xué)基金課題，教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目，載人航天預(yù)研項(xiàng)目以及航天院所委托項(xiàng)目等30多項(xiàng)。以第一或通訊作者發(fā)表在國(guó)內(nèi)外重要刊物和學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表論文60余篇，其中SCI檢索20余篇；獲國(guó)家發(fā)明專利20余項(xiàng)；獲中國(guó)機(jī)械工業(yè)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

圖書(shū)目錄

目錄
第 1章空間機(jī)械臂發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)
1．1 空間機(jī)械臂概述
1．1．1 空間機(jī)械臂的研究意義
1．1．2 空間機(jī)械臂的構(gòu)成
1．1．3 空間機(jī)械臂的分類
1．2 空間機(jī)械臂國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1．2．1 國(guó)外典型空間機(jī)械臂系統(tǒng)
1．2．2 我國(guó)空間機(jī)械臂發(fā)展概況
1．2．3 空間機(jī)械臂特性與功能
1．3 空間機(jī)械臂應(yīng)用分析
1．3．1 空間機(jī)械臂應(yīng)用需求分析
1．3．2 空間機(jī)械臂應(yīng)用技術(shù)分析
1．4 空間機(jī)械臂規(guī)劃與控制關(guān)鍵技術(shù)
1．4．1 空間機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
1．4．2 空間機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模
1．4．3 空間機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃
1．4．4 空間機(jī)械臂路徑規(guī)劃及軌跡優(yōu)化
1．4．5 空間機(jī)械臂接觸碰撞控制
1．4．6 空間機(jī)械臂柔順控制
1．5 小結(jié)
第 2章空間機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
2．1 機(jī)械臂連桿間幾何關(guān)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(jī)械臂建系方法總結(jié)
2．2空間機(jī)械臂位置級(jí)運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
2．2．1 空間機(jī)械臂位置級(jí)正運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
2．2．2 空間機(jī)械臂位置級(jí)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
2．3 空間機(jī)械臂速度級(jí)運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
2．3．1 空間機(jī)械臂速度級(jí)正運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
2．3．2 空間機(jī)械臂速度級(jí)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
2．3．3 算例：二自由度自由漂浮機(jī)械臂系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
2．4 小結(jié)
第3章空間機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型
3．1 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)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(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模方法總結(jié)
3．1．7 典型動(dòng)力學(xué)建模方法在空間機(jī)械臂上的應(yīng)用
3．2 機(jī)械臂柔性動(dòng)力學(xué)建模方法
3．2．1 基于假設(shè)模態(tài)法的機(jī)械臂柔性動(dòng)力學(xué)建模方法
3．2．2 基于集中質(zhì)量法的機(jī)械臂柔性動(dòng)力學(xué)建模方法
3．2．3 基于有限元法的機(jī)械臂柔性動(dòng)力學(xué)建模方法
3．2．4 機(jī)械臂柔性變形表征方法總結(jié)
3．2．5 典型柔性動(dòng)力學(xué)建模方法在空間機(jī)械臂上的應(yīng)用
3．3 小結(jié)
第4章空間機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃
4．1 空間機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃框架
4．2 基于分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃方法
4．2．1分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃器介紹
4．2．2 空間機(jī)械臂分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃域
4．2．3 空間機(jī)械臂分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)求解
4．2．4 仿真算例
4．3 基于改進(jìn)圖規(guī)劃算法的機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃方法
4．3．1 機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃要素表征
4．3．2 基于模擬退火算法圖拓展改進(jìn)
4．3．3 多約束條件下融合多目標(biāo)的任務(wù)規(guī)劃解提取
4．3．4 仿真算例
4．4 小結(jié)
第5章空間機(jī)械臂路徑規(guī)劃
5．1 關(guān)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(xiàng)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(diǎn)到點(diǎn)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(jué)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(xué)描述
5．3．2 非完整路徑規(guī)劃問(wèn)題求解
5．3．3 仿真算例
5．4 小結(jié)
第6章空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化基本理論
6．1 空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化模型建立
6．1．1 優(yōu)化目標(biāo)
6．1．2 約束條件
6．1．3 軌跡優(yōu)化模型
6．2 空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化問(wèn)題求解
6．2．1 單目標(biāo)軌跡優(yōu)化方法
6．2．2 多目標(biāo)軌跡優(yōu)化方法
6．3 仿真算例
6．4 小結(jié)
第7章考慮運(yùn)動(dòng)特性的空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化
7．1 空間機(jī)械臂避奇異軌跡規(guī)劃
7．1．1 空間機(jī)械臂奇異問(wèn)題轉(zhuǎn)化
7．1．2 空間機(jī)械臂奇異條件分析
7．1．3 基于修改末端速度的空間機(jī)械臂避奇異軌跡規(guī)劃
7．1．4 仿真算例
7．2 空間機(jī)械臂避障軌跡規(guī)劃
7．2．1 基于A*算法的空間機(jī)械臂構(gòu)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(jī)械臂實(shí)時(shí)避障運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
7．2．3 仿真算例
7．3 空間機(jī)械臂重復(fù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
7．3．1空間機(jī)械臂重復(fù)運(yùn)動(dòng)優(yōu)化算子
7．3．2基于重復(fù)運(yùn)動(dòng)優(yōu)化算子的空間機(jī)械臂重復(fù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
7．3．3 仿真算例
7．4 小結(jié)
第8章典型工況下空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化
8．1 空間機(jī)械臂低速運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化
8．1．1 低速運(yùn)動(dòng)特性軌跡影響因素分析
8．1．2 低速空載運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化
8．1．3 低速重載運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化
8．2 空間機(jī)械臂負(fù)載操作軌跡優(yōu)化
8．2．1 空間機(jī)械臂負(fù)載能力評(píng)估
8．2．2 面向大負(fù)載點(diǎn)到點(diǎn)規(guī)劃任務(wù)的空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化
8．2．3 面向大負(fù)載連續(xù)軌跡跟蹤任務(wù)的空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化
8．3 小結(jié)
第9章空間機(jī)械臂接觸碰撞控制
9．1 空間機(jī)械臂接觸碰撞動(dòng)力學(xué)方程
9．1．1 空間機(jī)械臂離散接觸碰撞動(dòng)力學(xué)方程
9．1．2 空間機(jī)械臂連續(xù)接觸碰撞動(dòng)力學(xué)方程
9．1．3 仿真算例
9．2 空間機(jī)械臂碰前構(gòu)型優(yōu)化
9．2．1 空間機(jī)械臂構(gòu)型優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)建立
9．2．2 空間機(jī)械臂構(gòu)型優(yōu)化策略設(shè)計(jì)
9．2．3 仿真算例
9．3 空間機(jī)械臂碰后穩(wěn)定控制
9．3．1 空間機(jī)械臂末端位姿補(bǔ)償控制
9．3．2 空間機(jī)械臂基座姿態(tài)自運(yùn)動(dòng)調(diào)整
9．3．3 仿真算例
9．4 小結(jié)
第 10章空間機(jī)械臂柔順控制
10．1 機(jī)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(yīng)控制方法
10．1．4 機(jī)械臂柔順控制方法總結(jié)
10．2 環(huán)境干擾力作用下空間機(jī)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(jī)械臂自適應(yīng)柔順控制
10．3．1 不確定機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型下的自適應(yīng)柔順控制
10．3．2 不確定環(huán)境剛度模型下的自適應(yīng)柔順控制
10．4 小結(jié)