自由浮動空間柔性雙臂機(jī)器人系統(tǒng)動力學(xué)建模與控制研究.pdf

1、近年來，空間柔性機(jī)器人的建模和控制受到了廣泛的研究，與傳統(tǒng)的剛性機(jī)器人相比，柔性機(jī)器人具有耗能小、操作空間大、負(fù)載重等特點(diǎn)。但由于它結(jié)構(gòu)的特殊性，機(jī)械臂在運(yùn)動中會發(fā)生變形和振動，這給空間柔性機(jī)器人的定位和跟蹤控制帶來了很多的問題。因此，針對自由浮動空間柔性雙臂機(jī)器人的動力學(xué)建模和控制問題，本文進(jìn)行了深入的研究，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)論證。 本文首先基于假設(shè)模態(tài)法、拉格朗日方程和動量守恒，推導(dǎo)了自由浮動空間柔性雙臂機(jī)器人協(xié)調(diào)操作剛性負(fù)載

2、的動力學(xué)模型，并利用計(jì)算力矩法實(shí)現(xiàn)了其軌跡跟蹤控制。 接著，針對空間柔性機(jī)械臂的彈性形變和振動問題，本文設(shè)計(jì)了LQ最優(yōu)控制器對其進(jìn)行振動主動控制，并通過大量的仿真結(jié)果證明了方法的有效性。 其次，本文研究了自由浮動空間柔性雙臂機(jī)器人系統(tǒng)軌跡跟蹤的魯棒控制問題，采用奇異攝動法將系統(tǒng)模型分離為慢變和快變兩個(gè)子系統(tǒng)，對二者分別采用滑模變結(jié)構(gòu)控制和PD控制，由此得到的組合控制使系統(tǒng)能較好地跟蹤期望軌跡，抑制彈性振動。 最后