空間機(jī)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(jī)械臂使用可靠性系統(tǒng)控制基本概念 1
1.1 空間機(jī)械臂使用可靠性系統(tǒng)控制概念提出 1
1.2 空間機(jī)械臂應(yīng)用過(guò)程特征分析 1
1.3 空間機(jī)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(jī)械臂使用可靠性建模 3
1.4.1 基于貝葉斯估計(jì)的壁間機(jī)械臂實(shí)時(shí)可靠性評(píng)價(jià) 3
1.4.2 基于粒子濾披的空間機(jī)械臂實(shí)時(shí)可靠性評(píng)價(jià) 13
1.4.3 小結(jié) 23
1.5 本章小結(jié) 24
第2章 空間機(jī)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(jī)械臂運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性優(yōu)化方法 29
2.5 空間機(jī)械臂使用可靠性系統(tǒng)控制調(diào)度策略 42
2.6 本章小結(jié) 47
第3章 空間機(jī)械臂使用可靠性影晌因素與控制變量映射關(guān)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(yīng)層因素 50
3.3 使用可靠性影響因素與控制變量映射關(guān)系 53
3.3.1 中間響應(yīng)層因素與控制變量間的數(shù)學(xué)關(guān)系 53
3.3.2 使用可靠性影響因素與控制變量間的數(shù)學(xué)關(guān)系 61
3.4 控制變量靈敏度分析 62
3.5 本章小結(jié) 83
第4章 多約束多準(zhǔn)則空間機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃方法 84
4.1 引言 84
4.2 空間機(jī)械臂任務(wù)規(guī)劃框架構(gòu)建 85
4.3 空間機(jī)械臂任務(wù)剖面分析 87
4.3.1 分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃器介紹 87
4.3.2 空間機(jī)械臂分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃域 89
4.3.3 些間機(jī)械臂分居任務(wù)網(wǎng)絡(luò)求解 92
4.4 空間機(jī)械臂任務(wù)中間點(diǎn)規(guī)劃及優(yōu)化 94
4.4.1 A算法介紹 94
4.4.2 基于改進(jìn)A算法任務(wù)中間點(diǎn)規(guī)劃 95
4.4.3 基于虛擬障礙的雙臂任務(wù)中間點(diǎn)規(guī)劃 102
4.5 仿真驗(yàn)證 103
4.5.1 物體轉(zhuǎn)移任務(wù)剖面分析算例 104
4.5.2 移動(dòng)任務(wù)中間點(diǎn)規(guī)劃仿真 105
4.5.3 多臂系統(tǒng)任務(wù)中間點(diǎn)規(guī)劃仿真 106
4.6 本章小結(jié) 108
第5章 多約束多目標(biāo)空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化方法 109
5.1 引言 109
5.2 空間機(jī)械臂多約束多目標(biāo)軌跡優(yōu)化問(wèn)題建模 110
5.2.1 多約束多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題數(shù)學(xué)模型 110
5.2.2 空間機(jī)械臂任務(wù)約束條件分析 111
5.2.3 空間機(jī)械臂任務(wù)優(yōu)化目標(biāo)分析 113
5.2.4 最優(yōu)化問(wèn)題求解方法 116
5.3 空間機(jī)械臂多約束多目標(biāo)軌跡優(yōu)化方法應(yīng)用 118
5.3.1 面向大負(fù)載點(diǎn)到點(diǎn)任務(wù)的空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化 119
5.3.2 考慮動(dòng)力學(xué)特性的空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化 136
5.4 本章小結(jié) 145
第6章 時(shí)變動(dòng)態(tài)約束下空間機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制方法 146
6.1 引言 146
6.2 空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型 146
6.2.1 空間機(jī)械臂關(guān)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(jī)械臂關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型 150
6.2.3 空間機(jī)械臂非線性關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)模型仿真 153
6.3 關(guān)節(jié)動(dòng)態(tài)參數(shù)辨識(shí)與補(bǔ)償 156
6.3.1 空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)的摩擦辨識(shí)與補(bǔ)償 156
6.3.2 空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)的遲滯辨識(shí)與補(bǔ)償 162
6.3.3 空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)的摩擦和遲滯辨識(shí)與補(bǔ)償仿真 168
6.4 動(dòng)態(tài)時(shí)變約束下關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制策略 172
6.5 本章小結(jié) 176
第7章 空間機(jī)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(jī)械臂關(guān)節(jié)故障自處理策略分析 177
7.3 空問(wèn)機(jī)械臂故障后性能評(píng)估 179
7.3.1 基于蒙特卡羅法的機(jī)械臂容錯(cuò)空間分析 179
7.3.2 基于美節(jié)可靠性的可靠容錯(cuò)工作空間 180
7.3.3 基于可操作度指標(biāo)的空間機(jī)械臂靈巧性分析 183
7.4 空間機(jī)械臂故障后模型重構(gòu)方法 187
7.4.1 關(guān)節(jié)和連桿的標(biāo)號(hào)規(guī)則 187
7.4.2 基于DH 參數(shù)方法運(yùn)動(dòng)學(xué)建模 189
7.4.3 單關(guān)節(jié)鎖定下的模型重構(gòu) 193
7.4.4 數(shù)值仿真驗(yàn)證 199
7.5 考慮故障容錯(cuò)性能的空間機(jī)械臂軌跡優(yōu)化 201
7.5.1 空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)構(gòu)型集合求解方法 202
7.5.2 基于多項(xiàng)式插值的關(guān)節(jié)軌跡規(guī)劃 203
7.5.3 基于多目標(biāo)粒子群的全局容錯(cuò)軌跡優(yōu)化過(guò)程 205
7.5.4 數(shù)值仿真驗(yàn)證 209
7.6 關(guān)節(jié)故障后參數(shù)突變抑制方法 212
7.6.1 基于動(dòng)力學(xué)可操作度的冗余度機(jī)械臂關(guān)節(jié)參數(shù)突變抑制 213
7.6.2 關(guān)節(jié)失效時(shí)空同機(jī)械臂參數(shù)突變抑制控制策略研究 222
7.7 本章小結(jié) 237
第8章 總結(jié)與展望 239
參考文獻(xiàn) 243