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第1章 绪论1

1.1柔性机器人研究现状2

1.1.1柔性机器人动力学建模3

1.1.2柔性机器人动力学控制4

1.2冗余度机器人研究现状5

1.2.1冗余度机器人优化目标及优化策略6

1.2.2冗余度机器人优化算法的实现7

1.2.3柔性冗余度机器人研究现状7

1.3空间机器人研究现状8

1.3.1空间机器人运动学与动力学建模9

1.3.2空间机器人动力学奇异与工作空间分析10

1.3.3空间机器人本体位姿扰动控制11

1.3.4空间机器人非完整路径规划11

1.3.5空间机器人计算机仿真12

1.3.6柔性臂空间机器人13

参考文献13

第2章 柔性臂机器人动力学建模23

2.1假设模态法23

2.1.1平面两连杆柔性机器人的动力学建模——简支梁边界条件25

2.1.2动力学方程的符号推导27

2.1.3动力学方程的离散形式29

2.2子杆法30

2.2.1单个柔性杆的虚拟刚性子杆及被动关节模型31

2.2.2动静态参数计算32

2.2.3子杆数目及子杆法适用范围的讨论34

2.2.4柔性机器人整体动力学模型35

2.2.5结构阻尼系数38

2.2.6算例仿真及结果分析38

参考文献42

第3章 柔性臂空间机器人动力学建模43

3.1柔性双臂空间机器人动力学建模43

3.1.1坐标系建立43

3.1.2变换矩阵44

3.1.3坐标向量44

3.1.4速度、角速度向量45

3.1.5系统动能46

3.1.6质量矩阵46

3.1.7刚度矩阵51

3.1.8质量矩阵对广义坐标的偏导数51

3.1.9离心力和哥氏力57

3.1.10广义主动力59

3.1.11动力学方程及其分解60

3.2动力学方程求解62

3.2.1求解流程62

3.2.2矩阵求逆算法63

3.2.3数值积分算法63

3.2.4动力学逆解算法64

参考文献64

第4章 柔性冗余度机器人动力学分析65

4.1柔性冗余度机器人振动控制的复模态算法66

4.1.1刚性冗余度机器人运动学反解基本问题概述66

4.1.2柔性冗余度机器人运动学反解68

4.1.3柔性冗余度机器人的计算力矩抑振控制原理69

4.1.4自运动选择方法71

4.1.5算例仿真及结果分析72

4.2柔性冗余度机器人的力矩优化77

4.2.1关节力矩优化方案77

4.2.2动力学优化算法79

4.2.3数值仿真80

参考文献83

第5章 柔性双臂空间机器人运动学分析85

5.1空间机器人雅可比85

5.1.1柔性双臂空间机器人雅可比矩阵85

5.1.2系统广义雅可比矩阵88

5.1.3对等刚性系统雅可比矩阵89

5.1.4对等刚性系统质量矩阵90

5.1.5对等刚性系统广义雅可比矩阵92

5.2空间机器人工作空间92

5.2.1对等刚性系统工作空间分析93

5.2.2柔性臂空间机器人工作空间分析97

5.2.3对称运动工作空间分析98

参考文献98

第6章 柔性双臂空间机器人轨迹规划99

6.1时间参数化算法99

6.2基座运动轨迹规划102

6.2.1路径规划102

6.2.2动力学约束103

6.3捕捉目标的关节运动轨迹规划104

6.3.1运动学逆解104

6.3.2路径规划与动力学约束105

6.4综合规划及仿真实例106

6.4.1综合规划算法106

6.4.2仿真实例107

6.5非完整运动规划108

6.5.1自由飘浮空间机器人的非完整性108

6.5.2非完整运动规划算法109

6.5.3空间机器人非完整关节运动规划111

6.5.4仿真实例111

参考文献113

第7章 柔性臂空间机器人抑振轨迹规划114

7.1振动抑制轨迹规划原理114

7.2轨迹描述与生成116

7.3振动抑制轨迹规划算法117

7.4仿真实例120

参考文献122

第8章 柔性臂机器人控制123

8.1逆动力学控制123

8.1.1控制算法123

8.1.2逆动力学控制算法稳定性分析125

8.1.3逆动力学控制仿真126

8.2神经网络控制128

8.2.1分块策略及动力学模型129

8.2.2神经网络控制方案131

8.2.3学习样本132

8.2.4神经网络控制仿真133

参考文献135

索引136