自由飞行空间机器人运动控制及仿真

第一章 绪论
1.1 空间机器人的概念及分类
1.2 FFSR的主要用途及研究意义
1.3 FFSR的研究现状
1.3.1 基本理论的研究
1.3.2 地面实验平台的研制
1.3.3 空间试验系统的开发
1.4 本书概要
第二章 FFSR运动学模型及运动特性
2.1 DFFSR的运动学模型
2.1.1 DFFSR的模型及参数定义
2.1.2 运动学方程
2.2 DFFSR通用运动学模型
2.2.1 运动学方程
2.2.2 运动学分析
2.3 DFFSR的运动特性
2.3.1 姿态干扰特性
2.3.2 冗余特性
2.3.3 非完整性
2.4 DFFSR的工作空间及其划分
2.4.1 工作空间
2.4.2 工作空间划分
2.4.3 连杆质量对工作空间的影响
2.5 多臂FFSR运动学模型
2.5.1 运动学模型
2.5.2 运动学方程
2.6 小结
第三章 基于神经网络的空间机器人参数辨识
3.1 前馈神经网络的逼近能力和学习算法
3.1.1 多层前馈神经网络的逼近能力
3.1.2 多层前馈神经网络的学习算法
3.2 非线性同伦综合学习算法
3.2.1 同伦BP学习算法
3.2.2 非线性同伦BP学习算法
3.2.3 非线性同伦综合学习算法
3.2.4 各种算法的性能比较
3.3 FFSR参数辨识
3.3.1 基于神经网络的参数辨识算法
3.3.2 计算机仿真
3.4 小结
第四章 FFSR捕捉目标运动规划
4.1 FFSR运动规划
4.2 FFSR控制算法
4.2.1 分解运动速度控制
4.2.2 分解运动加速度控制
4.2.3 机械臂典型运动分析
4.3 FFSR捕捉静态目标路径规划
4.3.1 捕捉静态目标策略
4.3.2 捕捉静态目标路径规划算法
4.3.3 计算机仿真
4.4 FFSR捕捉动态目标路径规划
4.4.1 捕捉运动目标策略
4.4.2 捕捉运动目标路径规划算法
4.4.3 计算仿真
4.5 FFSR避免碰撞路径规划
4.5.1 双向双启发函数
4.5.2 避免碰撞路径规划算法
4.5.3 计算机仿真
4.6 小结
第五章 基于受限最小干扰图的姿态控制
5.1 FFSR的姿态控制方法
5.2 干扰图与增强干扰图
5.2.1 干扰图
5.2.2 增强干扰图
5.3 姿态干扰计算及受限最小干扰图
5.3.1 姿态干扰计算
5.3.2 受限最小干扰图
5.3.3 RMDM图与EDM图的比较
5.4 基于RMDM的姿态控制算法
5.4.1 零姿态干扰的计算
5.4.2 基于RMDM的姿态控制算法
5.4.3 计算机仿真
5.5 小结
第六章 基于姿态稳定的冗余FFSR运动规划
6.1 基于姿态稳定的冗余多臂FFSR运动分析
6.1.1 FFSR冗余性分析
6.1.2 姿态受限广义雅可比矩阵
6.1.3 分解运动速度控制
6.1.4 动力学奇异点与回避
6.2 基于ARGJM的FFSR运动规划
6.2.1 自由浮游状态下捕捉目标运动规划
6.2.2 自由飞行状态下捕捉目标运动规划
6.2.3 计算机仿真
6.3 小结
第七章 FFSR姿态控制综合算法
7.1 卫星的姿态控制
7.2 基于姿态干扰预测的姿态控制算法
7.2.1 基本思想
7.2.2 理论分析
7.2.3 计算机仿真
7.3 FFSR复合姿态控制算法
7.3.1 复合姿态控制算法
7.3.2 捕捉目标后的空间作业运动规划
7.4 小结
第八章 基于关节力矩的FFSR运动控制算法
8.1 关节驱动力矩递推算法
8.1.1 运动模型
8.1.2 FFSR的速度分析
8.1.3 FFSR的加速度分析
8.1.4 FFSR的关节驱动力矩计算公式
8.2 基于关节力矩的捕捉目标控制算法
8.2.1 控制策略
8.2.2 FFSR捕捉目标控制算法
8.3 计算机仿真
8.4 小结
第九章 FFSR模糊运动控制算法
9.1 模糊逻辑和分级模糊控制器
9.2 基于模糊规则的机器人运动控制算法
9.2.1 二自由度机器人的基于模糊规则的控制器设计
9.2.2 三连杆FFSR的基于模糊规则的控制器设计
9.2.3 基于模糊逻辑的FFSR路径规划算法
9.3 计算机仿真
9.4 小结
第十章 FFSR飞行轨迹优化
10.1 FFSR飞行轨迹优化模型
10.1.1 单FFSR接近静止目标飞行轨迹优化
10.1.2 单FFSR截击运动目标飞行轨迹优化
10.1.3 多FFSR飞行轨迹优化
10.2 参数优化方法
10.3 计算机仿真
10.3.1 单FFSR接近静止目标飞行轨迹优化仿真
10.3.2 单FFSR截击运动目标飞行轨迹优化仿真
10.3.3 多FFSR飞行轨迹优化仿真
10.4 小结
第十一章 多个FFSR协调操作控制算法
11.1 多FFSR运动学模型
11.1.1 运动学模型
11.1.2 运动学方程
11.2 多FFSR动力学模型
11.2.1 关节力递推式
11.2.2 动力学方程
11.3 协调控制算法
11.3.1 协调控制方案
11.3.2 稳定性分析
11.4 计算机仿真
11.5 小结
第十二章 FFSR地面实验平台
12.1 地面实验平台系统组成
12.2 机器人模型
12.3 主控板
12.3.1 控制板总体方案设计
12.3.2 直流电机的模糊控制算法
12.4 视觉系统
12.4.1 FFSR地面实验平台全局视觉方案
12.4.2 视觉系统软件的工作原理
12.5 操作台
12.5.1 操作台显示信息
12.5.2 操作台命令
12.6 规划系统
12.6.1 捕捉策略
12.6.2 基于广义雅可比矩阵捕捉目标的运动规划
12.6.3 基于姿态受限广义雅可比矩阵捕捉目标的运动规划
12.7 无线通信系统
12.8 网络系统
12.8.1 网络系统构成
12.8.2 服务器端的框架
12.8.3 控制台结构
12.9 气浮系统
12.10 仿真实验
12.10.1 捕捉目标
12.10.2 操作目标
12.10.3 对接目标
12.11 小结
参考文献