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摘 要
Abstract
第 1 章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 空间机械臂及关节控制系统研究现状
1.2.1 国内外空间机械臂研究现状
1.2.2 空间机械臂关节控制系统研究现状
1.3 六维加速度传感器的研究现状
1.4 机械臂振动抑制研究现状
1.4.1 基于模型的振动抑制
1.4.2 不基于模型的振动抑制
1.5 论文的主要研究内容
第 2 章 空间机械臂多感知关节系统设计
2.1 引言
2.2 空间机械臂关节结构设计
2.2.1 空间机械臂关节机械结构概述
2.2.2 空间机械臂电气系统设计
2.3 空间机械臂多感知关节传感系统设计
2.3.1 关节传感系统构成
2.3.2 关节位置传感器设计
2.3.3 关节力矩传感器设计及漂移补偿研究
2.3.4 关节电机电流传感器设计
2.4 空间机械臂多感知关节驱动系统设计
2.4.1 SVPWM的数学基础
2.4.2 基于FPGA的SVPWM电流闭环IP核设计
2.4.3 基于FPGA的SVPWM电流闭环实现
2.4.4 基于FPGA的SVPWM电流闭环实验验证
2.5 空间机械臂多感知关节控制器设计
2.5.1 关节控制器硬件设计
2.5.2 关节控制器软件设计
2.6 本章小结
第 3 章 六维加速度传感器设计及误差补偿研究
3.1 引言
3.2 六维加速度传感器设计
3.2.1 加速度测量原理
3.2.2 六维加速度传感器空间几何构型设计
3.2.3 六维加速度解耦
3.2.4 六维加速度传感器低频性能分析
3.2.5 六维加速度传感器可行性仿真验证
3.3 六维加速度传感器构型评价和可靠性分析
3.3.1 六维加速度传感器构型评价
3.3.2 六维加速度传感器可靠性分析
3.4 六维加速度传感器误差分析
3.4.1 线加速度计输出误差分析
3.4.2 线加速度计安装误差分析
3.4.3 六维加速度传感器测量误差分析
3.5 六维加速度传感器标定和误差补偿
3.5.1 六维加速度传感器样机
3.5.2 六维加速度传感器标定
3.5.3 六维加速度传感器误差补偿方法
3.5.4 六维加速度传感器误差补偿验证
3.6 本章小结
第 4 章 空间机械臂关节参数辨识与力矩特性研究
4.1 引言
4.2 空间机械臂关节建模及其非线性分析
4.2.1 空间机械臂关节动力学建模
4.2.2 空间机械臂关节的非线性分析
4.3 空间机械臂关节变采样周期速度计算
4.3.1 变采样周期测速原理
4.3.2 变采样周期测速验证
4.4 空间机械臂关节模型参数辨识
4.4.1 基于RTX的关节参数辨识平台
4.4.2 关节力矩系数和摩擦力辨识
4.4.3 关节刚度和阻尼辨识
4.5 空间机械臂关节力矩特性研究
4.5.1 空间机械臂关节输出力矩阶跃响应
4.5.2 空间机械臂关节输出力矩频率响应
4.5.3 空间机械臂关节输出力矩迟滞
4.6 本章小结
第 5 章 基于加速度传感器的关节振动抑制研究
5.1 引言
5.2 加速度反馈控制分析
5.2.1 机械臂加速度级逆运动学分析
5.2.2 理想刚性关节加速度反馈控制
5.2.3 柔性关节加速度反馈分析
5.2.4 柔性关节加速度反馈控制器的稳定性证明
5.3 基于加速度反馈的关节振动抑制分析
5.3.1 加速度与其它反馈振动抑制对比分析
5.3.2 加速度与其它反馈抗扰性对比分析
5.4 基于加速度反馈的关节振动抑制验证
5.4.1 基于加速度反馈的关节振动抑制仿真
5.4.2 基于加速度反馈的关节振动抑制实验
5.5 本章小结
结 论
参考文献
附录 A 六维加速度传感器构型矩阵推导
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限
致 谢
个人简历
