一、多臂水下机器人对接作业控制（论文文献综述）
常宗瑜,张扬,郑方圆,郑中强,王吉亮[1]（2020）在《水下机器人-机械手系统研究进展：结构、建模与控制》文中进行了进一步梳理水下机器人-机械手系统（Underwater vehicle-manipulator systems, UVMS）可以完成除观测之外的水下采样、抓取、操作等任务,在海洋科学考察、海洋工程等领域得到广泛应用。通过对近年来国内外UVMS的研究现状进行综述,介绍了不同的UVMS本体结构与机械手构型,总结了UVMS的运动学、动力学和水动力学的建模方法,分析了人机交互式遥控操作控制方式,针对UVMS的自主控制中的运动规划、位置与轨迹跟踪、独立与协调控制、运动补偿控制、力/位置混合控制、视觉伺服控制等问题做了分类阐述。最后总结并对UVMS未来发展方向进行了展望,以期为相关研究人员提供参考。
郝小颍[2]（2020）在《水下机械臂建模及柔顺控制方法研究》文中研究指明在陆地资源日渐减少的今天,扩大海洋资源的开发十分必要且紧迫。由于水下环境复杂多变,人们通常借助水下机器人搭载水下机械臂系统来完成深海探索和开发。水下机械臂是机电一体化设备,被广泛应用于勘探海洋资源、水下工程施工、海洋国防等领域,水下机械臂技术充分地反映了水下机器人的先进程度。不同于工作在空气中的机械臂,作业在水下的机械臂会受到水的粘滞阻力,有时还会受到海流的冲击力,仅对水下机械臂进行位置控制是不够的,还需要对水下机械臂进行柔顺控制。因此,研究水下机械臂的柔顺控制方法十分必要,是保障机械臂稳定作业的基础。本文针对一款水下机械臂,建立了水下机械臂的运动学模型和动力学模型,融合运动学分析及动力学分析设计了基于位置的关节阻抗控制策略,并通过仿真实验验证和分析了水下机械臂控制策略的正确性和稳定性。具体研究内容如下:首先,分析了水下机械臂的构型,利用D-H标准法建立了该机械臂的关节坐标系。详细推导了机械臂正逆运动学和雅克比公式,并在MATLAB机器人工具箱中搭建了机械臂的运动学仿真平台,得到了机械臂的工作空间,并验证了正逆解的正确性。其次,对水下机械臂进行了动力学分析,重点研究了水下机械臂的水动力学。根据拉格朗日法建立了水下机械臂动力学方程,基于莫里森公式计算了方程中的水动力项,并利用流体仿真软件FLUENT求取水动力系数。将水下机械臂受到的水阻力分为静水环境搅水受力和静止状态受到海流冲击两部分,在ADAMS中建立了水下机械臂的动力学模型,根据关节力矩定量地分析了浮力、水阻力、不同方向和大小的流干扰对水下机械臂的影响。最后,基于水下机械臂的运动学分析和动力学分析,设计了一种基于关节位置的阻抗控制策略。利用ADAMS-MATLAB/Simulink联合仿真搭建了水下机械臂控制系统的仿真平台,研究了阻抗参数对控制系统的影响,并进行了多组对比仿真实验,分析了水环境及水阻力大小对水下机械臂控制系统的影响。
哈振骞[3]（2020）在《作业型水下机器人运动控制研究》文中认为当前陆地资源日益匮乏,海洋资源逐渐成为人类关注重点,作为开发海洋资源的重要装备之一,水下机器人-机械臂系统（UVMS）具有独特的自身结构和执行任务的多样性等特点,逐渐成为海洋开发研究中的热点。UVMS主要由水下机器人系统和水下机械臂系统组成,两系统均具有强耦合、时变性等特点,因此两系统的协调控制尤为关键,也是UVMS完成水下作业控制任务的重点和难点。本文首先构建UVMS对应坐标系,将水下机器人系统和水下机械臂系统在相应坐标系下,依据相关原理分别推导两个分系统的运动学和动力学模型,在此基础上,通过牛顿-欧拉动力学分析法得到UVMS整体动力学模型,为之后分析奠定数学基础。其次依据已构建水下机械臂系统动力学模型,设计基于HJI理论的RBF神经网络自适应控制器,以二自由度水下机械臂为控制对象,分别基于水动力作用、基于模型不确定性和未知干扰作用,对水下机械臂轨迹跟踪控制进行仿真,通过仿真结果分析,验证所设计控制器具有良好的控制性能和较强的鲁棒性,该控制器具有一定可行性。再次依据已构建水下机器人系统动力学模型,通过动力学解耦方法得到水下机器人系统垂直面动力学模型;依据垂直面动力学模型,设计带非线性干扰观测器（NDO）补偿的反演滑模自适应控制器,对系统模型不确定性和外界干扰进行观测,并对系统进行补偿,从而实现控制系统的稳定,并通过Lyapunov函数证明系统稳定性。采用不带NDO的反演滑模自适应控制器与设计控制器做仿真对比验证,仿真结果证明所设计控制能够较好对模型不确定性和未知干扰进行观测,并对系统实时补偿达到良好的控制效果,具有较好的控制性能。最后,依据已构建水下机器人系统动力学模型,设计基于局部模型逼近的自适应滑模控制器对六自由度水下机器人运动进行控制,通过静水环境下仿真验证该控制器能够完成对水下机器人的运动控制,并且得到水下机器人名义模型参数,然后根据牛顿-欧拉迭代法将水下机械臂运动过程中产生的力和力矩,以外界干扰形式输入到水下机器人系统中,设计基于RBF补偿项的自适应鲁棒协调控制器,分别在静水环境和海水干扰环境下进行仿真分析,验证了该协调控制器在协调控制方面具有良好的控制性能,能够完成水下机器人系统和水下机械臂系统的协调控制任务。
俞志成[4]（2020）在《面向在轨服务的多臂空间机器人规划技术研究》文中指出随着人类对空间研究的深入和航天技术的发展,越来越多的面向各种任务要求的航天器进入到太空中。航天器的结构、组成也变得更为复杂,航天器性能和技术水平不断提高。但目前多数航天器在设计时未考虑到在轨维护及升级的需求,一旦失效将难以恢复。因此,如何让航天器能够在复杂的空间环境中稳定、高可靠地运行以及进行在轨部组件升级是当前航天领域的一个研究热点。利用空间机器人进行自主在轨服务体现出巨大的优势和效益,可以降低航天任务的成本,延长航天器寿命和拓展航天器的功能。自主在轨服务需要空间机器人具有一定的智能性,包括自主任务规划、轨迹规划、机械臂控制等技术。多臂空间机器人相对普通单臂空间机器人能进行更为复杂在轨服务操作,因此研究多臂空间机器人规划技术具有广阔的应用前景。本文针对多臂空间机器人规划技术问题进行了深入研究,具体研究内容如下:首先,针对空间机器人位姿稳定的情况,提出一种基于改进A*算法的多机械臂路径规划方法。与传统A*算法的应用场景不同,对其进行改进以适应实时碰撞检测和多线程同步计算等需求。该方法可以避免复杂的自由空间计算,以更灵活的搜索步长缩短路径搜索时间。仿真结果表明,改进的A*算法能快速得到安全且较优的机械臂路径。其次,针对基座自由漂浮飞行模式的情况,以空间机器人捕捉目标卫星为应用背景,提出基于强化学习的双臂轨迹规划方法。在该飞行模式下机械臂的运动与基座姿态存在动力学耦合,其末端效应器的位置和姿态将受基座的影响。此外,机械臂数量的增加更加剧了两者之间的耦合,增加了机械臂规划问题的复杂度。因此采用强化学习方法,学习能够完成该任务的策略。该方法不建立空间机器人的运动学和动力学模型,而是在物理引擎中建立一个任务环境,让空间机器人在该环境中通过大量的试错来学习最优策略。仿真结果表明,该方法能够对捕捉范围内的所有情况实时快速地规划出机械臂轨迹,且具有一定的鲁棒性,可以应对目标与服务航天器存在相对运动的情况。最后,针对典型的在轨服务操作任务,深入研究了多臂协同复杂任务操作规划问题。利用人类的经验知识,对在轨服务任务进行任务分解,得到动作序列,并利用本论文提出的路径和轨迹规划方法对整个操作过程中的动作进行路径/轨迹规划,实现了系统自动任务分配,进一步证明了本论文提出的方法具有很强的适应性。
王勇[5]（2019）在《多空间机器人服务系统运动规划与跟踪控制研究》文中提出空间机器人一直是在轨服务技术中的重要选项之一。随着服务对象的不断扩展,加之航天任务对可靠性的极高要求,单臂乃至多臂空间机器人将面临一些难以胜任的操作任务。而小卫星的应用和编队技术的成熟,使得多空间机器人协同服务成为可能。本文以多空间机器人编队组成的在轨服务系统为研究对象,以李群李代数和旋量理论为基本工具,在建立系统运动学和动力学模型的基础上,重点研究了运动规划和跟踪控制问题。所得主要成果如下:1、系统地建立了服务系统的运动学模型。（1）基于指数积公式和刚体变换法则,选择系统质心为惯性坐标系原点,推出了多臂空间机器人的位置级正运动学方程;（2）在基座位姿部分已知的条件下,通过四元数法建立了关于状态变量的方程组,然后采用牛顿迭代法进行求解;（3）基于空间机器人的运动学方程,建立了全局坐标系下,服务系统捕获目标前后的位置级运动方程;（4）分别推导出了服务系统捕获目标前后基座和末端的广义雅克比矩阵,并提出了一种利用改进欧拉法求解基座姿态的方法。2、求解分析了服务系统的工作空间问题。（1）针对双臂空间机器人,提出了一种改进的虚拟机械臂建模方法（MVM）,避免所得模型中出现多个互不独立的被动球形关节;（2）对双臂空间机器人的工作空间进行分类并给出了数学描述。然后搭建虚拟机械臂的SimMechanics模型,采用蒙特卡洛法得到双臂系统不同类别的工作空间云图。可以看出,各工作空间均为圆环状,且左右臂对称;（3）基于双臂系统位置级运动学方程,采用蒙特卡洛法得到了基座姿态有约束时的工作空间云图;（4）在一般协同工作空间的基础上,提出了针对协同抓捕的广义工作空间,同时给出了求解步骤。在仿真算例中对这两类工作空间分别求解,并做了对比。3、研究了考虑最优停靠位置的关节轨迹规划问题。（1）通过坐标变换,给出了在空间机器人系统质心坐标系中表出的停靠位置及其约束条件;（2）采用正弦函数与五次多项式结合的方法参数化了关节轨迹,给出了待定参数的取值范围;（3）针对基座姿态扰动最小化和基座姿态调整到期望位置两种情况,分别建立了目标函数;（4）给出带有改进的高斯变异算子的遗传算法的详细求解步骤;（5）通过仿真算例验证了规划策略的可行性。4、研究了笛卡尔空间内多空间机器人多目标的末端协调轨迹规划问题。（1）提出了一种基于梯形速度插值的驱动变化法,可以规划得到具有线性特征,又带有加速和减速阶段的末端位形曲线;（2）建立了带有协调约束的多目标优化模型,优化目标分别为运动时间最优和基座姿态扰动最小;（3）提出了一种基于非支配排序的双种群多目标果蝇算法,具有较好的全局寻优能力和搜索效率;（4）以两个平面三自由度空间机器人组成的服务系统为对象,仿真得到了形态良好的Pareto最优前沿,然后对典型解进行了详细分析。5、研究了基于SE（3）的末端轨迹跟踪控制问题。（1）根据拉格朗日原理,建立了服务系统捕获目标前的动力学模型。然后基于GJM,推导了工作空间内的动力学方程;（2）基于SE（3）的对数映射和空间速度构建了状态变量误差反馈量,然后基于前文推导所得的运动学方程以及GJM,设计了基于PD控制律的闭环连续跟踪控制策略,具有较高的控制精度;（3）考虑到系统状态变化较为剧烈时,PD控制律的精度会降低,进一步设计了鲁棒滑模控制律,能够克服PD控制的缺点;（4）考虑到模型存在参数不确定性和干扰,设计了一种模糊滑模控制律,基于该控制律构建的闭环连续跟踪控制策略具有较高的控制精度和良好的鲁棒性能,同时消除了抖振。
陈光[6]（2018）在《水下作业工具库换接装置研究及仿真分析》文中指出水下作业工具库换接装置是水下作业系统的关键组成部分,我国在水下换接技术和装备方面与国外存在较大差距。本文针对中央高校基本科研业务费自由探索计划“深水作业系统快速换接装置及其智能力/位混合控制研究”项目,在分析换接装置相关关键技术的基础上,结合换接装置作业要求,研制可用于水下作业工具换接的自主更换工具,这对提高我国在该领域的技术水平具有重要现实意义。本文首先介绍了国内外水下作业系统发展现状与换接装置关键技术。结合课题要求,提出了换接装置的总体设计方案。对换接装置中的油路对接装置、锁紧装置和柔顺装置进行设计。在此基础上描述了换接装置的作业过程。根据换接装置的参数及技术要求,本文总结了换接装置的特点,分别对换接装置中的油路对接装置和锁紧装置进行设计。对油路对接装置中公头和母头弹簧的主要参数进行计算,保证油路对接装置可在水下500米深度保持密封。利用有限元软件对装置密封圈进行分析,得到密封圈与密封面之间的接触压力。估算对接过程中需要克服的阻力,并依此设计锁紧装置液压缸的公称压力;对锁紧柱进行剪力校核,保证锁紧可靠。最后对换接装置主要承压件进行有限元静力分析,验证设计的合理性。设计柔顺装置以补偿换接装置在对接过程中存在的误差。分析柔顺装置中弹性单元体和弹性柱的力学特性,推导出柔顺装置主要性能参数的数学表达式。对性能参数进行数学计算,得到柔顺装置性能参数值,为下一步研究换接装置对接过程奠定基础。运用Ansys软件对柔顺装置简化模型进行力学分析,验证该装置是否适用于水下换接作业。对弹性柱和柔顺装置进行模态分析和谐响应分析,研究二者的动态性能,避免因振动导致装置损坏。根据所规划的换接装置作业流程,将对接过程分为初对接阶段、圆柱销对接阶段和油路对接阶段。基于机器人柔顺装配理论,分析换接装置初对接阶段对接力与插入深度之间的关系,得出二者的数学关系表达式;利用Matlab绘制对接力与对接深度关系曲线;利用ADAMS软件对初对接阶段进行动力学仿真,得到不同参数对对接力的影响。基于概率理论建立圆柱销对接成功概率模型,推导对接成功概率与圆柱销及销孔尺寸精度和位置精度之间的关系式。带入相关参数,得到满足要求的圆柱销及销孔的尺寸精度和位置精度值。最后对油路对接阶段进行了动力学分析。
朱琦[7]（2018）在《作业型水下机器人姿态控制方法研究》文中认为随着人类对水下世界的探索的深入,对水下无人载具到达人类无法进入的水下区域进行修理、探索、采集等任务的研究已经成为各国海洋研究机构的重点,在此背景下,搭载水下作业臂的水下机器人-操作臂系统（Underwater Vehicle-Manipulator System,UVMS）应运而生,UVMS能够实现末端执行器位置的精确控制,同时体积较小,有运动灵活、能耗低、运行费用小等大型水下潜水器所无法比拟的优点。水下载具-作业臂系统具有强耦合性、强非线性、自由度冗余等特点,这都为系统的运动控制带来了困难。水下作业臂作业时机械臂的运动产生的耦合力/力矩会对机体稳定性造成明显影响,同时,水下作业臂与传统机械臂不同,其基座自身速度与加速度造成的影响会传递到各连杆。本文针对UVMS中水下作业平台与水下作业臂之间的存在的耦合作用,对UVMS水下作业任务过程中的协调控制展开研究。本文首先对水下机器人-操作臂系统进行了运动学模型分析,并建立了水下载具的六自由度运动方程,对机体受力进行分析并对推进器配置方案进行了详细分析。然后用牛顿-欧拉迭代方法对水下机械臂进行动力学分析。对机体的稳定控制是精确完成水下作业任务的基础,针对水下载具的控制问题,本文设计了—种基于推进器空间的PID控制器,当系统推进器配置改变时,仅需要整定部分推进器的PID参数,有利于工程实现。仿真验证了这种基于推进器空间的PID控制器对机体的运动控制有较好的效果。针对系统执行水下作业任务过程中水下作业臂与机体间的耦合作用,本文提出了一种准滑模控制器,使用饱和函数作为滑模控制的切换函数,并通过牛顿-欧拉内向迭代方法计算作业臂对基座（即水下载具）的作用力/力矩,将其补偿到控制器输出中,控制器在保留了滑模控制器鲁棒性的前提下有效抑制了抖振并提高了控制精度。通过进行悬停、静水水下拾取和平流水下拾取的仿真,验证了所述控制方案可以保证系统精确完成预定水下任务,同时对于作业臂干扰、水流等外界干扰有良好的鲁棒性。
郝启[8]（2018）在《水面机器人自主回收AUV装置结构设计及研究》文中研究表明海洋总面积为36000万平方千米,占地球总面积的70.8%。在这地球三分之二以上的区域中资源的储存量也是巨大的,如何更好的对海洋环境进行勘测、对海洋资源进行合理的开采,是时代发展的需求。还可以为我国开展更加长远的海洋科学研究和应用,起到很好的技术支撑和保障作用,使我国在利用高技术装备处理海洋权益、资源、环境等国际活动中掌握主动权。本课题针对目前海洋环境观测问题研制了一种具有实时性、连续性、以及可移动性的一种能够满足海洋环境立体观测水面无人艇（USV）,本文在此基础上又对AUV回收装置结构进行设计研究。论文的主要研究内容如下:首先,本文给出了无人艇（USV）的总体设计方案,运用Solidworks对无人艇进行三维建模,利用多目标优化软件ISIGHT建立USV的主载体形状优化平台,并对无人艇在不同航速和波高下对应的阻力和功率进行计算,来判断是否满足设计的需求。然后,基于现有AUV的回收技术,根据本课题的需求设计了自主回收AUV的装置结构。对回收的作业过程进行详细的论述。对回收模块中机械臂的自由度、关节类型、驱动方式、材料进行了分析选择以及对机械臂的连杆进行了优化设计。最后,为控制工程应用中机械臂的运动,又对机械臂的运动学和逆运动学进行了建模分析。同时对回收模块中的小型潜水器与AUV对接过程进行研究,首先对AUV水下运动受力情况进行了分析和简化,然后对碰撞力进行建模,最后使用动力学软件对水下对接过程进行仿真研究,分析了最大碰撞力的产生原因,对小型潜水器携带的导向罩进行结构的优化设计,为AUV的成功对接和回收提供了基础保障。
江维[9]（2017）在《绝缘子/引流板带电检修机器人机械手自主定位与鲁棒运动控制》文中认为带电作业是现代电网最常用的检修作业方法,可以实现电网的不停电检修与维护,为电网的供电可靠性提供重要保障。带电检修机器人可以辅助甚至替代人工进行带电作业,一定程度上解决了人工作业效率低、可靠性差及危险性高的不足,为带电作业开辟了新的途径。针对当前电网企业带电作业对象多元化及对作业过程自动化的迫切需求,本课题研究开发了一种面向绝缘子（辅助）更换和耐张线夹引流板螺栓紧固双作业任务的高压输电线路末端功能可重构带电检修机器人,通过机器人移动平台搭载不同末端工具完成不同作业功能。为提高机器人的作业效率、作业可靠性及实用化程度,在作业过程中,着重对机器人机械手自主定位控制、作业运动轨迹规划与优化、作业臂鲁棒运动控制、关键作业状态的在线监控等几个相关关键问题进行了深入研究,本文的主要内容及其研究思路如下所述:（1）带电检修机器人作业末端重组功能的设计与实现。针对目前机器人作业功能单一及移动机器人平台利用率低的问题,提出了一种面向多作业任务的模块化末端重构方法,并实现了机械、电气、软件系统可重组的双作业臂带电检修机器人系统平台的开发,在通用移动机器人平台的基础上,通过作业机械手的重组来完成不同作业功能,提高了机器人移动平台的利用率,满足了作业对象多元化的需求。（2）带电检修机器人机械手自主定位控制。为提高机器人的作业效率和作业可靠性,提出了一种基于运动学和机器视觉的双闭环机械手自主定位控制方法,其中一个闭环实现机械手的粗定位,另一个闭环实现机械手的精定位,建立了双机械手的运动学模型,基于BP网络求取了机械手运动学逆解,设计了自主定位控制器,通过仿真实验验证了算法的有效性,以引流板螺栓紧固作业为例,现场试验验证了算法的工程实用性。（3）带电检修机器人作业臂关节运动轨迹规划与优化。针对机器人作业过程点对点轨迹运动的连续、平滑、稳定及全局关节状态约束的问题,提出了一种基于时间标准化的改进N次多项式轨迹规划算法,将关节运动时间作为关节轨迹的性能评价参数,通过求解最优运动时间解决了关节位置约束问题,以此为理论基础并结合动力学提出了关节速度、加速度状态约束控制方法,通过仿真实验验证了改进算法的优越性,现场作业试验验证了方法的工程实用性。（4）带电检修机器人作业臂鲁棒运动控制。针对作业现场的扰动及各种不确定性因素对于机器人作业臂运动控制性能影响的问题,提出了一种基于H∞理论的机器人作业臂鲁棒运动控制方法,通过作业臂不同动作的统一运动控制模型,构建了多臂多动作机器人系统的H∞运动控制模型,以带电检修机器人为研究对象,通过线性矩阵不等式（LMI）求解了H∞控制器,通过仿真验证了算法的有效性,现场作业试验验证了方法的工程实用性。（5）带电检修机器人作业状态在线监控方法。在机器人机械手自主定位控制的基础上以螺栓紧固作业为例提出基于力反馈的机器人螺栓拧紧状态在线监控方法,实现了螺栓拧紧状态的实时在线监控,提高了作业可靠性和可操作性,仿真实验和现场作业试验验证了方法的有效性和工程实用性。
张玮康,王冠学,徐国华,刘畅,申雄[10]（2017）在《腹部作业型水下机器人控制系统研制》文中指出[目的]针对无人水下机器人（UUV）的回收任务要求,研制开发一台新式腹部作业型水下遥控机器人（ROV）。腹部作业型ROV不同于一般依赖机械手作业的传统ROV,其通过腹部作业机构完成与UUV的水下对接及回收。[方法]介绍腹部作业型ROV的系统组成及原理,提出一种以一体化工业加固计算机为水面监控单元,PC104嵌入式工业控制计算机为水下主控单元,各驱动板为驱动单元的控制系统架构。同时建立腹部作业型ROV的动力学模型,并设计水平面定向控制的H∞鲁棒控制器。[结果]单项试验、系统联调及水池试验表明,腹部作业型ROV控制系统具有良好的实时性和可靠性,能够满足UUV回收任务的要求。[结论]该架构和算法对于其他移动机器人、无人机、仿生机器人的控制系统开发均具有参考意义。
二、多臂水下机器人对接作业控制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、多臂水下机器人对接作业控制（论文提纲范文）
（1）水下机器人-机械手系统研究进展：结构、建模与控制（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 UVMS的构型 |
| 1.1 UVMS本体 |
| 1.2 UVMS机械手 |
| 2 UVMS动力学模型 |
| 2.1 运动学分析 |
| 2.2 动力学建模 |
| 2.3 水动力学模型 |
| 3 交互式遥操作 |
| 4 运动规划与自主控制 |
| 4.1 运动轨迹规划 |
| 4.2 位置与轨迹跟踪 |
| 4.3 独立与协调控制 |
| 4.4 运动补偿控制 |
| 4.5 力/位置混合控制 |
| 4.6 视觉伺服控制 |
| 5 结论与展望 |
（2）水下机械臂建模及柔顺控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 水下机械臂研究现状 |
| 1.2.2 水下机械臂动力学分析研究现状 |
| 1.2.3 机械臂柔顺控制方法研究现状 |
| 1.2.4 研究现状综述 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 水下机械臂运动学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水下机械臂构型分析及连杆坐标系建立 |
| 2.3 水下机械臂运动学分析 |
| 2.3.1 水下机械臂正运动学分析 |
| 2.3.2 水下机械臂逆运动学分析 |
| 2.4 水下机械臂雅克比矩阵推导 |
| 2.5 水下机械臂运动学仿真 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 水下机械臂动力学分析与仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水下机械臂动力学模型 |
| 3.3 水下机械臂水动力学模型 |
| 3.3.1 基本流体力学理论 |
| 3.3.2 基于莫里森公式的水动力计算 |
| 3.4 基于FLUENT的流体仿真分析 |
| 3.4.1 流体仿真软件介绍 |
| 3.4.2 机械臂在静水环境搅水受力分析 |
| 3.4.3 机械臂静止状态受海流冲击分析 |
| 3.5 基于ADAMS的水下机械臂动力学仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 水下机械臂柔顺控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 阻抗控制模型分析 |
| 4.3 操作空间动力学建模 |
| 4.4 基于关节位置的阻抗控制 |
| 4.5 水下机械臂平台仿真 |
| 4.5.1 阻抗控制系统建模 |
| 4.5.2 阻抗控制参数选择 |
| 4.6 阻抗控制仿真实验研究 |
| 4.6.1 水环境对力控制效果影响分析 |
| 4.6.2 水阻力大小对力控制效果影响分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）作业型水下机器人运动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 UVMS发展与研究现状 |
| 1.2.1 国外发展与研究现状 |
| 1.2.2 国内发展与研究现状 |
| 1.3 UVMS控制方法研究现状 |
| 1.3.1 ROV运动控制方法研究现状 |
| 1.3.2 水下机械臂运动控制方法研究现状 |
| 1.3.3 UVMS协调控制方法研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 UVMS系统建模 |
| 2.1 水下机器人系统 |
| 2.1.1 水下机器人本体坐标系建立 |
| 2.1.2 水下机器人运动学研究 |
| 2.1.3 水下机器人动力学研究 |
| 2.2 水下机械臂系统 |
| 2.2.1 水下机械臂运动学研究 |
| 2.2.2 水下机械臂动力学分析 |
| 2.3 UVMS整体模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 水下机械臂运动控制研究 |
| 3.1 RBF神经网络算法基本理论, |
| 3.2 基于RBF神经网络控制器设计 |
| 3.2.1 基于RBF神经网络自适应控制器设计 |
| 3.2.2 Lyapunov函数稳定性分析 |
| 3.3 水下机械臂运动轨迹跟踪控制 |
| 3.3.1 基于水动力作用下轨迹跟踪控制 |
| 3.3.2 基于模型不确定性以及未知干扰下的轨迹跟踪控制 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 水下机器人定深控制研究 |
| 4.1 垂直面内ROV动力学模型 |
| 4.2 非线性观测器的反演滑模自适应控制理论基础 |
| 4.2.1 反演控制理论基础 |
| 4.2.2 滑模控制理论基础 |
| 4.2.3 自适应控制理论基础 |
| 4.2.4 非线性干扰观测器理论基础 |
| 4.3 带NDO的反演滑模自适应控制的水下机器人定深控制 |
| 4.3.1 非线性干扰观测器设计 |
| 4.3.2 带NDO的自适应反演滑模控制器设计 |
| 4.3.3 控制器稳定性分析 |
| 4.3.4 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 UVMS协调控制研究 |
| 5.1 水下运载器运动控制 |
| 5.1.1 基于局部模型估计的RBF自适应滑模控制器设计 |
| 5.1.2 控制器稳定性分析 |
| 5.1.3 运动控制仿真分析 |
| 5.2 UVMS协调控制器设计 |
| 5.2.1 基于RBF补偿项的自适应鲁棒控制器设计 |
| 5.2.2 控制器稳定性分析 |
| 5.3 UVMS协调控制仿真分析 |
| 5.3.1 基于静水环境下UVMS协调控制仿真分析 |
| 5.3.2 基于海水干扰环境下UVMS协调控制仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
（4）面向在轨服务的多臂空间机器人规划技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 在轨服务空间机器人研究现状 |
| 1.2.2 在轨服务研究现状 |
| 1.2.3 空间机器人路径规划算法研究现状 |
| 1.2.4 深度强化学习研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 空间机器人运动学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 刚体位置和姿态 |
| 2.2.1 刚体位置描述 |
| 2.2.2 刚体姿态描述 |
| 2.2.3 坐标转换 |
| 2.2.4 齐次坐标与齐次变换 |
| 2.3 机器人连杆坐标系 |
| 2.3.1 机器人杆件与关节 |
| 2.3.2 D-H建模方法 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于改进A*算法的空间机器人双臂路径规划 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 碰撞检测 |
| 3.2.1 机械臂模型简化 |
| 3.2.2 碰撞检测的数学解法 |
| 3.3 基于改进A*算法的路径规划方法 |
| 3.3.1 A*算法原理 |
| 3.3.2 改进A*算法 |
| 3.4 仿真结果及分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 基于强化学习的空间机器人双臂轨迹规划 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 深度强化学习 |
| 4.2.1 深度学习 |
| 4.2.2 强化学习 |
| 4.2.3 深度确定性策略梯度算法 |
| 4.3 空间机器人模型 |
| 4.4 数学仿真及分析 |
| 4.4.1 学习环境 |
| 4.4.2 学习参数及任务设置 |
| 4.4.3 结果及分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 多臂空间机器人在轨服务任务规划 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 空间机器人在轨服务任务规划 |
| 5.2.1 任务分解和规划 |
| 5.2.2 在轨模块替换任务规划 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（5）多空间机器人服务系统运动规划与跟踪控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 空间机器人国内外进展综述 |
| 1.2.1 多臂空间机器人研究进展 |
| 1.2.2 可重构空间机器人研究综述 |
| 1.2.3 多空间机器人国内外研究综述 |
| 1.3 空间机器人关键技术研究综述 |
| 1.3.1 空间机器人运动学分析方法综述 |
| 1.3.2 动力学建模方法综述 |
| 1.3.3 空间机器人轨迹规划研究综述 |
| 1.3.4 轨迹跟踪控制研究进展 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第二章 基于旋量理论的服务系统运动学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 服务系统设计 |
| 2.2.1 系统构成 |
| 2.2.2 任务流程分析 |
| 2.2.3 系统优势分析 |
| 2.2.4 系统简化描述 |
| 2.3 李群李代数与刚体运动 |
| 2.3.1 刚体转动与姿态描述 |
| 2.3.2 一般刚体运动描述 |
| 2.3.3 刚体运动速度描述 |
| 2.3.4 指数积公式 |
| 2.4 单空间机器人位置级运动学分析 |
| 2.4.1 单空间机器人模型 |
| 2.4.2 正运动学分析 |
| 2.4.3 逆运动学分析 |
| 2.4.4 位置级运动学算例验证 |
| 2.5 服务系统的位置级运动学建模与分析 |
| 2.5.1 服务系统捕获目标前的运动学建模 |
| 2.5.2 服务系统捕获目标后的运动学建模 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 服务系统的工作空间求解与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 经典虚拟机械臂法介绍及改进 |
| 3.2.1 单臂系统的虚拟机械臂建模 |
| 3.2.2 双臂系统的虚拟机械臂建模 |
| 3.2.3 改进的双臂系统虚拟机械臂建模 |
| 3.3 单臂系统工作空间分析 |
| 3.4 双臂系统工作空间分析 |
| 3.4.1 双臂系统工作空间定义与描述 |
| 3.4.2 基于MVM的双臂系统工作空间分析 |
| 3.4.3 基座姿态有约束条件下双臂系统的工作空间分析 |
| 3.5 服务系统的协同工作空间分析 |
| 3.5.1 协同工作空间求解 |
| 3.5.2 广义协同工作空间 |
| 3.5.3 仿真分析 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 考虑基座最优停靠位置的关节轨迹规划 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 服务系统微分运动学方程 |
| 4.2.1 服务系统捕获目标前的微分运动学分析 |
| 4.2.2 组合体的微分运动学分析 |
| 4.3 考虑最优停靠位置的关节轨迹规划策略 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 基于遗传算法的轨迹规划策略 |
| 4.4 关节轨迹规划仿真实例 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 服务系统笛卡尔空间内的多目标协调运动规划 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 传统轨迹规划方法介绍 |
| 5.2.1 梯形速度插值 |
| 5.2.2 驱动变换法 |
| 5.3 基于梯形速度插值的驱动变换法 |
| 5.4 多空间机器人多目标协调规划问题描述 |
| 5.4.1 协调问题描述 |
| 5.4.2 优化目标分析 |
| 5.5 多目标优化问题求解策略 |
| 5.5.1 果蝇算法简介 |
| 5.5.2 Lèvy飞行原理 |
| 5.5.3 基于多目标果蝇算法的求解策略 |
| 5.6 仿真算例与分析 |
| 5.7 小结 |
| 第六章 服务系统动力学建模与连续轨迹跟踪控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 捕获目标前的动力学建模 |
| 6.2.1 系统动力学方程 |
| 6.2.2 静力雅克比矩阵 |
| 6.2.3 工作空间内的动力学方程 |
| 6.3 基于力雅可比矩阵的PD控制策略 |
| 6.3.1 基于SE(3)的误差计算模型 |
| 6.3.2 闭环连续跟踪控制策略 |
| 6.3.3 仿真算例 |
| 6.4 鲁棒滑模跟踪控制策略 |
| 6.4.1 基本滑模控制律 |
| 6.4.2 鲁棒滑模控制律 |
| 6.4.3 仿真算例 |
| 6.5 考虑模型不确定性的模糊滑模跟踪控制策略 |
| 6.5.1 问题描述 |
| 6.5.2 模糊逼近方法简介 |
| 6.5.3 模糊滑模跟踪控制策略 |
| 6.5.4 仿真分析 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 进一步研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（6）水下作业工具库换接装置研究及仿真分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究的来源、目的和意义 |
| 1.2.1 课题来源 |
| 1.2.2 课题的研究内容和研究意义 |
| 1.3 水下作业系统国内外发展概况 |
| 1.3.1 水下作业系统国外发展概况 |
| 1.3.2 水下作业系统国内发展概况 |
| 1.4 换接装置关键技术研究 |
| 1.4.1 油路对接技术 |
| 1.4.2 自动更换技术 |
| 1.4.3 被动柔顺技术 |
| 1.4.4 轴孔装配技术 |
| 1.5 论文研究的主要内容 |
| 第2章 水下作业工具库换接装置方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 换接装置总体方案研究 |
| 2.2.1 换接装置技术要求与材料选择 |
| 2.2.2 换接装置系统组成 |
| 2.2.3 换接装置液压方案 |
| 2.3 换接装置结构方案设计 |
| 2.3.1 油路对接装置方案 |
| 2.3.2 液压锁紧装置方案 |
| 2.3.3 柔顺装置方案 |
| 2.4 换接装置作业过程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 水下作业工具库换接装置结构与密封设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 换接装置特点 |
| 3.3 换接装置的结构设计与分析 |
| 3.3.1 油路对接装置设计 |
| 3.3.2 锁紧装置 |
| 3.4 换接装置关键部件强度分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 柔顺装置设计与仿真分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 柔顺装置基本原理与组成 |
| 4.2.1 柔顺装置基本原理 |
| 4.2.2 柔顺装置组成 |
| 4.2.3 柔顺装置参数设定 |
| 4.2.4 柔顺装置简化模型 |
| 4.3 弹性柱刚度矩阵建立 |
| 4.3.1 弹性单元体特性分析 |
| 4.3.2 弹性单元体柔度矩阵建立 |
| 4.3.3 弹性柱柔度矩阵建立 |
| 4.4 柔顺装置刚度特性分析 |
| 4.5 柔顺装置参数计算 |
| 4.6 柔顺装置有限元仿真分析 |
| 4.7 柔顺装置模态仿真分析 |
| 4.7.1 弹性柱模态分析 |
| 4.7.2 柔顺装置模态分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 水下作业工具库换接装置对接过程分析与仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 换接装置对接过程的3个阶段 |
| 5.2.1 初对接阶段 |
| 5.2.2 圆柱销对接阶段 |
| 5.2.3 油路对接阶段 |
| 5.3 换接装置初对接阶段力学分析与仿真 |
| 5.3.1 准备阶段 |
| 5.3.2 通过倒角阶段 |
| 5.3.3 1点接触时的几何和力学分析 |
| 5.3.4 2点接触时的几何和力学分析 |
| 5.3.5 换接装置的“卡阻”与“楔紧”分析 |
| 5.3.6 换接装置初对接过程数值仿真分析 |
| 5.3.7 换接装置初对接过程动力学仿真分析 |
| 5.4 圆柱销对接过程分析与数值仿真 |
| 5.4.1 圆柱销结构设计 |
| 5.4.2 独立公差原则下圆柱销成功对接条件 |
| 5.4.3 圆柱销对接成功概率模型 |
| 5.4.4 圆柱销精度设计的数值仿真分析 |
| 5.5 油路对接过程分析与仿真试验 |
| 5.5.1 油路对接过程描述 |
| 5.5.2 油路对接过程ADAMS动力学仿真 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）作业型水下机器人姿态控制方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 UVMS控制难点 |
| 1.3 发展和研究现状 |
| 1.3.1 水下机器人-机械臂系统 |
| 1.3.2 控制方法 |
| 1.4 研究目标与内容 |
| 2 UVMS建模与受力分析 |
| 2.1 UVMS坐标系与符号规则 |
| 2.1.1 6自由度水下机器人坐标系与符号规则 |
| 2.1.2 机械臂坐标系与符号规则 |
| 2.2 UVMS运动学 |
| 2.2.1 水下机器人运动学 |
| 2.2.2 机械臂运动学 |
| 2.3 水下作业平台动力学 |
| 2.3.1 6自由度运动方程 |
| 2.3.2 水下作业平台受力分析 |
| 2.3.3 推进器建模及配置方案 |
| 2.4 水下作业臂动力学 |
| 2.5 2自由度水下作业臂动力学模型 |
| 2.6 小结 |
| 3 水下作业平台姿态稳定控制研究 |
| 3.1 基于推进器空间的PID控制器 |
| 3.2 Webots仿真平台设计 |
| 3.2.1 水池环境配置 |
| 3.2.2 水下载具-作业臂系统模型搭建 |
| 3.3 8推进器配置仿真 |
| 3.4 6推进器配置仿真 |
| 3.5 6推进器配置下推进器故障仿真 |
| 3.6 小结 |
| 4 UVMS水下作业协调控制研究 |
| 4.1 用于UVMS的准滑模控制器 |
| 4.1.1 滑模控制基本原理 |
| 4.1.2 UVMS准滑模控制器设计 |
| 4.2 基于模型补偿的UVMS准滑模控制器设计 |
| 4.3 悬停状态下机械臂运动仿真 |
| 4.3.1 基于推进器空间的PID控制 |
| 4.3.2 传统滑模控制器 |
| 4.3.3 引入饱和函数的准滑模控制器 |
| 4.3.4 引入耦合补偿的准滑模控制器 |
| 4.4 静水环境下物体抓取仿真 |
| 4.5 平流环境下物体抓取仿真 |
| 4.6 小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A- 空间旋转矩阵的定义 |
| 附录B-6自由度水下作业平台运动方程推导 |
| 附录C- 作业臂各连杆运动状态推导 |
| 科研成果目录 |
（8）水面机器人自主回收AUV装置结构设计及研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水面无人艇的发展现状 |
| 1.2.2 水下机器人的回收技术发展现状 |
| 1.3 本论文研究的主要内容 |
| 第2章 便携式AUV回收系统总体设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 便携式AUV回收系统的载体USV设计 |
| 2.2.1 USV总体设计 |
| 2.2.2 USV结构设计 |
| 2.3 便携式AUV的介绍 |
| 2.4 回收系统总体方案设计 |
| 2.4.1 便携式AUV回收系统组成 |
| 2.4.2 便携式AUV回收流程研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 回收系统中机械臂的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机械臂的技术要求 |
| 3.3 机械臂关节类型与驱动方式分析 |
| 3.3.1 机械臂的坐标形式 |
| 3.3.2 机械臂驱动方式的选择 |
| 3.4 机械臂自由度数目的确定与分配 |
| 3.5 机械臂材料分析及选择 |
| 3.6 机械臂连杆的优化设计 |
| 3.6.1 机械臂连杆截面形状的影响 |
| 3.6.2 机械臂连杆弯曲程度对变形的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 回收系统机械臂的运动学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 机械臂运动学模型的建立 |
| 4.2.1 机械臂坐标系建立 |
| 4.2.2 机械臂正向运动学分析及建模 |
| 4.2.3 机械臂的作业空间 |
| 4.2.4 机械臂逆向运动学分析及建模 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 水下对接回收装置的总体设计及结构优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 水下对接回收装置的总体设计 |
| 5.3 水下回收对接过程动力学模型的构建 |
| 5.3.1 基于ADAMS的动力学分析 |
| 5.3.2 AUV水动力建模 |
| 5.3.3 碰撞力模型 |
| 5.4 对接过程动力学仿真分析 |
| 5.4.1 碰撞力分析 |
| 5.4.2 导向罩开角大小对于碰撞力大小和对接时间的影响 |
| 5.4.3 导向罩曲线的改进 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）绝缘子/引流板带电检修机器人机械手自主定位与鲁棒运动控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源、背景与意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题背景与意义 |
| 1.2 输电线路带电检修机器人研究现状 |
| 1.3 本文涉及的关键技术与研究现状 |
| 1.3.1 机器人机械手自主定位控制 |
| 1.3.2 机器人作业臂运动轨迹规划与优化 |
| 1.3.3 机器人作业臂鲁棒运动控制 |
| 1.3.4 机器人作业状态在线监控方法 |
| 1.4 本文的组织结构与主要研究内容 |
| 1.4.1 组织结构 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.5 本文的创新点 |
| 2 带电检修机器人构型与系统平台设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机器人作业环境与作业任务分析 |
| 2.2.1 作业环境 |
| 2.2.2 绝缘子串更换作业任务分析 |
| 2.2.3 引流板螺栓紧固作业任务分析 |
| 2.3 机器人构型设计与作业运动规划 |
| 2.3.1 移动平台构型设计 |
| 2.3.2 作业机械手构型设计 |
| 2.3.3 作业运动规划及作业过程关键问题分析 |
| 2.4 机器人系统平台实现 |
| 2.4.1 测控平台 |
| 2.4.2 软件系统 |
| 2.4.3 作业末端重构功能与机器人系统实现 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 带电检修机器人机械手自主定位控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机器人定位控制体系架构 |
| 3.3 机器人作业臂运动学分析与关节误差补偿 |
| 3.3.1 运动学建模一般方法 |
| 3.3.2 不确定因素下运动学建模方法 |
| 3.3.3 双作业臂运动学建模 |
| 3.3.4 关节误差补偿的相关理论与方法 |
| 3.4 基于BP网络和机器视觉的机械手自主定位控制 |
| 3.4.1 定位模型的建立 |
| 3.4.2 自主定位控制基本原理 |
| 3.4.3 自主定位控制算法 |
| 3.5 仿真实验与现场作业试验 |
| 3.5.1 仿真实验 |
| 3.5.2 现场作业试验 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 带电检修机器人作业臂关节运动优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 机器人作业臂运动优化体系结构 |
| 4.3 基于时间标准化的改进n次多项式插值轨迹规划方法 |
| 4.3.1 算法的改进思路 |
| 4.3.2 算法的改进过程 |
| 4.4 基于关节位置约束与运动时间最优的作业臂运动规划 |
| 4.4.1 作业臂关节运动规划模型描述与优化目标 |
| 4.4.2 作业臂关节运动优化基本原理 |
| 4.4.3 双臂多关节运动优化 |
| 4.5 机器人作业臂关节状态混合约束控制 |
| 4.5.1 位置-速度混合控制 |
| 4.5.2 位置-加速度混合控制 |
| 4.5.3 位置-速度-加速度混合控制 |
| 4.6 仿真实验与现场作业试验 |
| 4.6.1 仿真实验 |
| 4.6.2 现场作业试验 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 带电检修机器人作业臂鲁棒运动控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 末端可重组机器人运动控制体系结构 |
| 5.3 机器人关节运动控制模型建立 |
| 5.3.1 关节动力学建模一般方法 |
| 5.3.2 作业臂基本动作运动控制建模 |
| 5.3.3 作业臂运动控制模型统一化 |
| 5.4 机器人作业臂H∞运动控制模型构建 |
| 5.4.1 多臂多动作机器人系统运动模型构建 |
| 5.4.2 扰动及不确定性情况下作业臂运动模型构建 |
| 5.5 机器人作业臂H∞鲁棒运动控制器设计 |
| 5.5.1 H∞控制基本原理与相关理论基础 |
| 5.5.2 H∞控制器求解 |
| 5.5.3 系统稳定性分析 |
| 5.6 仿真实验与现场作业试验 |
| 5.6.1 仿真实验 |
| 5.6.2 工频耐压试验 |
| 5.6.3 现场作业试验 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 基于力反馈的机器人作业状态在线监控方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 机器人作业过程中力协调控制问题分析 |
| 6.3 机器人作业状态在线监控关键问题理论分析 |
| 6.3.1 螺母拧紧过程力矩分配 |
| 6.3.2 螺母拧紧预紧力与螺母转角的关系分析 |
| 6.3.3 螺母拧紧力矩与轴向预紧力的关系分析 |
| 6.4 螺母拧紧状态在线监控系统的设计 |
| 6.5 仿真实验与现场作业试验 |
| 6.5.1 仿真实验 |
| 6.5.2 现场作业试验 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 附录2 攻读博士学位期间参加的主要科研工作 |
| 致谢 |
四、多臂水下机器人对接作业控制（论文参考文献）
- [1]水下机器人-机械手系统研究进展：结构、建模与控制[J]. 常宗瑜,张扬,郑方圆,郑中强,王吉亮. 机械工程学报, 2020(19)
- [2]水下机械臂建模及柔顺控制方法研究[D]. 郝小颍. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [3]作业型水下机器人运动控制研究[D]. 哈振骞. 青岛科技大学, 2020(01)
- [4]面向在轨服务的多臂空间机器人规划技术研究[D]. 俞志成. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [5]多空间机器人服务系统运动规划与跟踪控制研究[D]. 王勇. 国防科技大学, 2019(01)
- [6]水下作业工具库换接装置研究及仿真分析[D]. 陈光. 哈尔滨工程大学, 2018(12)
- [7]作业型水下机器人姿态控制方法研究[D]. 朱琦. 浙江大学, 2018(08)
- [8]水面机器人自主回收AUV装置结构设计及研究[D]. 郝启. 沈阳理工大学, 2018(01)
- [9]绝缘子/引流板带电检修机器人机械手自主定位与鲁棒运动控制[D]. 江维. 武汉大学, 2017(06)
- [10]腹部作业型水下机器人控制系统研制[J]. 张玮康,王冠学,徐国华,刘畅,申雄. 中国舰船研究, 2017(02)