空间机械臂建模、规划与控制 本书特色

本书基于作者多年来承担航天领域重大项目及其他*项目过程中取得的研究成果，对空间机械臂的建模、规划及控制等相关基本理论和方法进行了系统深入的论述：首先介绍了空间机械臂运动学及动力学建模方法，在此基础上对空间机械臂任务规划、路径规划、轨迹优化的基本理论及其在多种任务需求下的具体应用进行了详细介绍，*后在控制层面对空间机械臂接触碰撞控制以及柔顺控制进行了阐述。书中的理论方法紧密结合实际，可用于解决目标捕获、在轨组装与服务、星表样品采集等任务中涉及到的空间机械臂技术问题。书中涉及的理论及方法大多已发表在国际*期刊、国际*学术会议论文集中，并在我国航天型号项目中得到了实际应用，具备较强的创新性和使用价值。 本书可作为高等院校相关专业研究生和高年级本科生的教材，也可供从事空间机器人技术研究及应用的研发人员及工程技术人员参考。

空间机械臂建模、规划与控制 内容简介

本书基于作者多年来承担航天领域重大项目及其他国家级项目过程中取得的研究成果，对空间机械臂的建模、规划及控制等相关基本理论和方法进行了系统深入的论述：首先介绍了空间机械臂运动学及动力学建模方法，在此基础上对空间机械臂任务规划、路径规划、轨迹优化的基本理论及其在多种任务需求下的具体应用进行了详细介绍，*后在控制层面对空间机械臂接触碰撞控制以及柔顺控制进行了阐述。书中的理论方法紧密结合实际，可用于解决目标捕获、在轨组装与服务、星表样品采集等任务中涉及到的空间机械臂技术问题。书中涉及的理论及方法大多已发表在国际顶级期刊、国际顶级学术会议论文集中，并在我国航天型号项目中得到了实际应用，具备较强的创新性和使用价值。 本书可作为高等院校相关专业研究生和高年级本科生的教材，也可供从事空间机器人技术研究及应用的研发人员及工程技术人员参考。

空间机械臂建模、规划与控制 目录

目录

第 1章 空间机械臂发展现状及关键技术

1.1 空间机械臂概述

1.1.1 空间机械臂的研究意义

1.1.2 空间机械臂的构成

1.1.3 空间机械臂的分类

1.2 空间机械臂国内外发展现状

1.2.1 国外典型空间机械臂系统

1.2.2 我国空间机械臂发展概况

1.2.3 空间机械臂特性与功能

1.3 空间机械臂应用分析

1.3.1 空间机械臂应用需求分析

1.3.2 空间机械臂应用技术分析

1.4 空间机械臂规划与控制关键技术

1.4.1 空间机械臂运动学建模

1.4.2 空间机械臂动力学建模

1.4.3 空间机械臂任务规划

1.4.4 空间机械臂路径规划及轨迹优化

1.4.5 空间机械臂接触碰撞控制

1.4.6 空间机械臂柔顺控制

1.5 小结

第 2章 空间机械臂运动学模型

2.1 机械臂连杆间几何关系的描述方法

2.1.1 T矩阵法

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 机械臂建系方法总结

2.2空间机械臂位置级运动学问题

2.2.1 空间机械臂位置级正运动学问题

2.2.2 空间机械臂位置级逆运动学问题

2.3 空间机械臂速度级运动学问题

2.3.1 空间机械臂速度级正运动学问题

2.3.2 空间机械臂速度级逆运动学问题

2.3.3 算例：二自由度自由漂浮机械臂系统运动学建模

2.4 小结

第3章 空间机械臂动力学模型

3.1 机械臂动力学建模方法

3.1.1 牛顿-欧拉（Newton-Euler）法

3.1.2 拉格朗日法

3.1.3 凯恩法

3.1.4 空间算子代数法

3.1.5 哈密尔顿法

3.1.6 机械臂动力学建模方法总结

3.1.7 典型动力学建模方法在空间机械臂上的应用

3.2 机械臂柔性动力学建模方法

3.2.1 基于假设模态法的机械臂柔性动力学建模方法

3.2.2 基于集中质量法的机械臂柔性动力学建模方法

3.2.3 基于有限元法的机械臂柔性动力学建模方法

3.2.4 机械臂柔性变形表征方法总结

3.2.5 典型柔性动力学建模方法在空间机械臂上的应用

3.3 小结

第4章 空间机械臂任务规划

4.1 空间机械臂任务规划框架

4.2 基于分层任务网络的机械臂任务规划方法

4.2.1分层任务网络规划器介绍

4.2.2 空间机械臂分层任务网络规划域

4.2.3 空间机械臂分层任务网络求解

4.2.4 仿真算例

4.3 基于改进图规划算法的机械臂任务规划方法

4.3.1 机械臂任务规划要素表征

4.3.2 基于模拟退火算法图拓展改进

4.3.3 多约束条件下融合多目标的任务规划解提取

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