空间七自由度冗余机械臂动力学与控制研究

"本文详细探讨了空间七自由度冗余机械臂的动力学建模与控制，主要研究内容源自国家‘863’计划的‘某机械臂项目’。研究重点包括了基于空间矢量描述的铰接体算法的动力学模型建立、冗余机械臂的构型控制理论以及自由飞行空间机器人的协调控制策略。" 在机械臂动力学建模方面，文章提出了一种基于空间矢量描述的铰接体算法，用于构建空间机械臂的正向动力学模型。这种模型适用于不同状态下的仿真，如位姿固定、漂浮和自由飞行。通过递推多体动力学和关节空间惯量阵的分析，明确了动力学建模方法的选择原则，旨在优化计算效率和准确性。 在冗余机械臂控制的研究中，论文探讨了基于运动学的构型控制理论。利用臂角作为运动学目标函数参数，对冗余机械臂的自运动进行了参数化处理，并在Simulink环境中构建了全数值仿真系统，以验证位置控制理论。这使得深入研究控制系统各环节的功能和参数对控制性能的影响成为可能。 在自由飞行空间机器人的协调控制领域，论文提出了将机械臂对基座的扰动力作为已知力矩纳入基座姿态控制器中的方法。通过数值仿真，验证了协调控制原理的有效性，从而提高了整体系统的稳定性和控制精度。 此外，本文作者周诚在哈尔滨工业大学攻读工学硕士学位期间，师从金明河教授，专业方向为机械电子工程。论文的答辩日期为2014年7月，由哈尔滨工业大学授予工学硕士学位。研究内容丰富，涵盖了空间机械臂动力学建模的理论与实践，对于理解和优化冗余机械臂的性能具有重要的理论价值和实际应用前景。