无人空中作业机器人建模与自主控制

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 研究现状

1.2.1 作业机构类别及发展

1.2.2 运动学与控制学建模

1.2.3 运动控制

1.2.4 轨迹规划与自主控制

1.2.5 人机/多机协作控制

1.2.6 实际任务与应用场景

1.3 主要研究工作与论文结构

第2章 空中作业机器人运动学与动力学建模分析

2.1 引言

2.2 坐标系建立

2.3 运动学建模分析

2.3.1 正运动学建模

2.3.2 逆运动学分析

2.3.3 实际案例分析

2.4 动力学建模分析

2.4.1 非接触模态下动力学建模

2.4.2 接触模态下动力学建模

2.5 本章小结

第3章 空中作业机器人动力学运动控制

3.1 引言

3.2 非接触模态下动力学控制

3.2.1 重心偏移向量估计

3.2.2 基于重心补偿的反演控制

3.2.3 实验平台介绍

3.2.4 仿真结果分析

3.2.5 实际实验测试

3.3 接触模态下动力学控制

3.3.1 基于阻抗设计的柔顺控制

3.3.2 仿真平台介绍

3.3.3 仿真结果分析

3.4 本章小结

第4章 空中作业机器人多任务视觉伺服自主控制

4.1 引言

4.2 相关技术理论基础

4.2.1 视觉伺服控制

4.2.2 冗余机器人分层多任务控制

4.3 Eye-in-hand配置下视觉伺服控制

4.3.1 基于球投影的视觉运动方程

4.3.2 视觉误差方程及伺服控制

4.3.3 作业过程多任务设计

4.3.4 分层优先级多任务控制

4.3.5 仿真分析

4.3.6 实验结果

4.4 Eye-to-hand配置下视觉伺服控制

4.4.1 视觉误差方程推导

4.4.2 多任务设计与控制

4.4.3 仿真分析

4.4.4 实验结果

4.5 本章小结

第5章 空中作业机器人在电力行业的应用

5.1 引言

5.2 相关基础与背景

5.3 机构设计及关键部件选型

5.3.1 总体设计思路

5.3.2 作业机构设计

5.3.3 关键部件选型

5.4 结构参数与软硬件系统

5.4.1 硬件系统

5.4.2 软件系统

5.5 基于逆运动学的姿态扰动补偿控制

5.5.1 Delta并联机构运动学模型

5.5.2 姿态扰动补偿控制

5.6 实验测试

5.6.1 电热丝漂浮物清除实验

5.6.2 姿态扰动补偿实验

5.6.3 室外作业实验

5.7 本章小结

结论

参考文献

附录A 发表论文和参加科研情况说明

致谢