空間機械臂使用可靠性系統(tǒng)控制理論與優(yōu)化控制方法

目錄
前言
第1章 空間機械臂使用可靠性系統(tǒng)控制基本概念 1
1.1 空間機械臂使用可靠性系統(tǒng)控制概念提出 1
1.2 空間機械臂應用過程特征分析 1
1.3 空間機械臂使用可靠性系統(tǒng)控制概念內(nèi)涵 2
1.4 基于使用可靠度的空間機械臂使用可靠性建模 3
1.4.1 基于貝葉斯估計的壁間機械臂實時可靠性評價 3
1.4.2 基于粒子濾披的空間機械臂實時可靠性評價 13
1.4.3 小結 23
1.5 本章小結 24
第2章 空間機械臂使用可靠性系統(tǒng)控制模型 25
2.1 引言 25
2.2 使用可靠性多約束多變量綜合優(yōu)化模型 26
2.3 使用可靠性系統(tǒng)控制模型 27
2.4 空間機械臂運動平穩(wěn)性優(yōu)化方法 29
2.5 空間機械臂使用可靠性系統(tǒng)控制調(diào)度策略 42
2.6 本章小結 47
第3章 空間機械臂使用可靠性影晌因素與控制變量映射關系 48
3.1 引言 48
3.2 使用可靠性影響因素梳理 48
3.2.1 使用可靠性影響因素 49
3.2.2 控制變量 49
3.2.3 中間響應層因素 50
3.3 使用可靠性影響因素與控制變量映射關系 53
3.3.1 中間響應層因素與控制變量間的數(shù)學關系 53
3.3.2 使用可靠性影響因素與控制變量間的數(shù)學關系 61
3.4 控制變量靈敏度分析 62
3.5 本章小結 83
第4章 多約束多準則空間機械臂任務規(guī)劃方法 84
4.1 引言 84
4.2 空間機械臂任務規(guī)劃框架構建 85
4.3 空間機械臂任務剖面分析 87
4.3.1 分層任務網(wǎng)絡規(guī)劃器介紹 87
4.3.2 空間機械臂分層任務網(wǎng)絡規(guī)劃域 89
4.3.3 些間機械臂分居任務網(wǎng)絡求解 92
4.4 空間機械臂任務中間點規(guī)劃及優(yōu)化 94
4.4.1 A算法介紹 94
4.4.2 基于改進A算法任務中間點規(guī)劃 95
4.4.3 基于虛擬障礙的雙臂任務中間點規(guī)劃 102
4.5 仿真驗證 103
4.5.1 物體轉(zhuǎn)移任務剖面分析算例 104
4.5.2 移動任務中間點規(guī)劃仿真 105
4.5.3 多臂系統(tǒng)任務中間點規(guī)劃仿真 106
4.6 本章小結 108
第5章 多約束多目標空間機械臂軌跡優(yōu)化方法 109
5.1 引言 109
5.2 空間機械臂多約束多目標軌跡優(yōu)化問題建模 110
5.2.1 多約束多目標優(yōu)化問題數(shù)學模型 110
5.2.2 空間機械臂任務約束條件分析 111
5.2.3 空間機械臂任務優(yōu)化目標分析 113
5.2.4 最優(yōu)化問題求解方法 116
5.3 空間機械臂多約束多目標軌跡優(yōu)化方法應用 118
5.3.1 面向大負載點到點任務的空間機械臂軌跡優(yōu)化 119
5.3.2 考慮動力學特性的空間機械臂軌跡優(yōu)化 136
5.4 本章小結 145
第6章 時變動態(tài)約束下空間機械臂運動控制方法 146
6.1 引言 146
6.2 空間機械臂關節(jié)動力學模型 146
6.2.1 空間機械臂關節(jié)非線性特性分析 146
6.2.2 引人摩擦和遲滯非線性的空間機械臂關節(jié)動力學模型 150
6.2.3 空間機械臂非線性關節(jié)的動力學模型仿真 153
6.3 關節(jié)動態(tài)參數(shù)辨識與補償 156
6.3.1 空間機械臂關節(jié)的摩擦辨識與補償 156
6.3.2 空間機械臂關節(jié)的遲滯辨識與補償 162
6.3.3 空間機械臂關節(jié)的摩擦和遲滯辨識與補償仿真 168
6.4 動態(tài)時變約束下關節(jié)運動控制策略 172
6.5 本章小結 176
第7章 空間機械臂故障自處理與參數(shù)調(diào)整策略 177
7.1 引言 177
7.2 空間機械臂關節(jié)故障自處理策略分析 177
7.3 空問機械臂故障后性能評估 179
7.3.1 基于蒙特卡羅法的機械臂容錯空間分析 179
7.3.2 基于美節(jié)可靠性的可靠容錯工作空間 180
7.3.3 基于可操作度指標的空間機械臂靈巧性分析 183
7.4 空間機械臂故障后模型重構方法 187
7.4.1 關節(jié)和連桿的標號規(guī)則 187
7.4.2 基于DH 參數(shù)方法運動學建模 189
7.4.3 單關節(jié)鎖定下的模型重構 193
7.4.4 數(shù)值仿真驗證 199
7.5 考慮故障容錯性能的空間機械臂軌跡優(yōu)化 201
7.5.1 空間機械臂關節(jié)構型集合求解方法 202
7.5.2 基于多項式插值的關節(jié)軌跡規(guī)劃 203
7.5.3 基于多目標粒子群的全局容錯軌跡優(yōu)化過程 205
7.5.4 數(shù)值仿真驗證 209
7.6 關節(jié)故障后參數(shù)突變抑制方法 212
7.6.1 基于動力學可操作度的冗余度機械臂關節(jié)參數(shù)突變抑制 213
7.6.2 關節(jié)失效時空同機械臂參數(shù)突變抑制控制策略研究 222
7.7 本章小結 237
第8章 總結與展望 239
參考文獻 243