空间机器人运动控制方法

"空间机器人学作为一门新兴的学科，涉及到计算机、人工智能、自动控制、无线电通信、传感器融合、人工生命、机械学和力学等多个研究领域。目前对空间机器人的研究大多集中在单臂空间机器人上，而对双臂空间机器人研究得较少。由于空间作业的特殊性和操作任务的复杂性，要求机器人具有协调作业、姿态控制等能力，同时要求空间机器人具有多臂性的特点，并具有较高的自主性，因此双臂或多臂自由飞行空间机器人是未来空间机器人的主要研究方向。但是，由于空间机器人工作在微重力的环境下，当机器人的手臂运动时，会对本体产生反作用力和力矩，从而改变机器人本体的位置和姿态，即空间机器人的手臂和本体之间存在着运动学和动力学耦合。如果不考虑这种影响，而依然采用地面固定基座机器人的控制技术，空间机器人就无法完成预定的操作任务。为解决这个问题，必须找到能够考虑这种相互作用的建模方法和控制算法。空间机器人的研究主要涉及运动学模型的建立、运动控制和姿态控制等方面。本书主要对双臂自由飞行空间机器人在微重力环境下的运动学模型、姿态控制、参数辨识、多个空间机器人操作同一目标的动力学控制等进行了深入系统的研究。 本书是在分析和总结国内外近年来对FFSR相关研究的基础上，综合郭琦、吴葳、何光彩等人的博士论文研究成果撰写而成的，作者进行了整体的编辑和修改。此外，在洪炳镕、柳长安、刘宏出版的《自由飞行空间机器人运动控制及仿真》的基础上，本书扩充了N自由度空间机器人运动学模型的推导，给出了N自由度空间机器人广义雅可比矩阵求导公式，并给出了双臂N自由度空间机器人姿态控制的通用模型公式，在该领域的研究中具有一定的学术价值和实际意义。 "