柔性双臂空间机器人抑振及末端冲击的轨迹规划与动力学问题研究

柔性多臂空间机器人系统动力学行为复杂，集中体现了臂杆柔性、运动学冗余、非完整性等难点问题，其运动学与动力学、振动抑制、轨迹规划和智能控制等的研究具有重要的理论意义和实践价值，其中大量问题都还是机器人技术领域中的空白。本申请将在前期已进行柔性双臂空间机器人建模、运动规划和控制等的初步研究，并取得动力学建模与仿真、工作空间分析、捕捉目标的轨迹规划和位置/力控制算法等成果的基础上。利用柔性空间机器人处于失重环境的特点，提出一种通过轨迹优化抑制柔性振动的机械系统振动主动控制的新方法。通过数学变换，运用遗传算法、最优控制理论等来处理捕捉（运动）目标时的冲击效应最小化等轨迹规划问题。并通过推导本体驱动力与质心等效作用力之间的雅各比矩阵，直接利用Hill方程等来分析本体驱动力引起的空间机器人轨道力学效应。为建立高性能空间机器人，为卫星服务机器人和太空反卫星武器的研制奠定理论和技术基础。