论文目录 | |
| 摘要 | 第1-7页 |
| ABSTRACT | 第7-10页 |
| 缩略词表 | 第11-16页 |
| 第1章 绪论 | 第16-34页 |
| 1.1 研究背景与研究意义 | 第16-21页 |
| 1.1.1 题目来源 | 第16页 |
| 1.1.2 含单面约束多体飞行器系统概述 | 第16-20页 |
| 1.1.3 研究意义 | 第20-21页 |
| 1.2 国内外相关领域研究进展 | 第21-29页 |
| 1.2.1 含单面约束多体飞行器系统研究进展 | 第21-24页 |
| 1.2.2 几何建模与内蕴控制技术研究进展 | 第24-26页 |
| 1.2.3 Riemann流形上的位形估计 | 第26-27页 |
| 1.2.4 Riemann流形上的轨迹生成技术 | 第27-29页 |
| 1.3 本文所关注的问题 | 第29-31页 |
| 1.4 论文章节安排 | 第31-34页 |
| 第2章 基于微分几何的多体系统建模与分析 | 第34-59页 |
| 2.1 引言 | 第34页 |
| 2.2 微分几何基础 | 第34-39页 |
| 2.2.1 李群与李代数 | 第34-36页 |
| 2.2.2 指数映射与对数映射 | 第36-37页 |
| 2.2.3 Riemann度规、Riemann联络与曲率张量 | 第37-38页 |
| 2.2.4 Riemann流形上的力学系统 | 第38-39页 |
| 2.2.5 流形上的变分 | 第39页 |
| 2.3 多体飞行器微分几何建模与分析 | 第39-52页 |
| 2.3.1 SE(3)×S~2上载荷受约束的多体动力学建模 | 第40-46页 |
| 2.3.2 SE(3)×R~3上载荷自由的多体动力学建模 | 第46页 |
| 2.3.3 混合动态系统描述 | 第46-48页 |
| 2.3.4 系统微分几何模型能控性分析 | 第48-50页 |
| 2.3.5 挂载振荡特性分析 | 第50-52页 |
| 2.4 载体飞行器动力系统建模 | 第52-58页 |
| 2.4.1 载体飞行器工作原理 | 第52-54页 |
| 2.4.2 电机-空气螺旋桨系统建模 | 第54-56页 |
| 2.4.3 实验与动力系统建模 | 第56-58页 |
| 2.5 本章小结 | 第58-59页 |
| 第3章 李群及齐次流形上的多体系统载荷跟踪控制 | 第59-94页 |
| 3.1 引言 | 第59页 |
| 3.2 SE(3)×S~2上挂载多体系统载荷跟踪控制器结构 | 第59-60页 |
| 3.3 SO(3)上的载机姿态有限时间收敛几何控制器 | 第60-71页 |
| 3.3.1 SO(3)上的载机姿态大范围有限时间收敛控制器 | 第61-67页 |
| 3.3.2 SO(3)上的载机姿态全局有限时间收敛控制器 | 第67-71页 |
| 3.4 S2上的载荷方位姿态控制器设计 | 第71-76页 |
| 3.5 平坦空间上的载荷位置控制器设计 | 第76-79页 |
| 3.6 仿真与分析 | 第79-93页 |
| 3.6.1 载机姿态跟踪仿真与分析 | 第80-88页 |
| 3.6.2 载荷位置跟踪仿真与分析 | 第88-93页 |
| 3.7 本章小结 | 第93-94页 |
| 第4章 SO(3)上的多体系统载机姿态位形重构方法 | 第94-115页 |
| 4.1 引言 | 第94页 |
| 4.2 SO(3)上的自适应互补滤波姿态位形重构技术 | 第94-105页 |
| 4.2.1 传感器模型与问题描述 | 第95-96页 |
| 4.2.2 SO(3)上的互补滤波 | 第96-97页 |
| 4.2.3 SO(3)上的ECF显式互补滤波器 | 第97-102页 |
| 4.2.4 运动加速度补偿分析 | 第102-103页 |
| 4.2.5 SO(3)上基于自适应增益的AECF姿态位形重构 | 第103-105页 |
| 4.3 AECF仿真实验结果与分析 | 第105-113页 |
| 4.3.1 仿真结果与分析 | 第105-111页 |
| 4.3.2 实验结果与分析 | 第111-113页 |
| 4.4 本章小结 | 第113-115页 |
| 第5章 多体飞行器系统的内蕴滑模观测器设计 | 第115-143页 |
| 5.1 引言 | 第115页 |
| 5.2 Riemann流形上的内蕴滑模观测器 | 第115-124页 |
| 5.2.1 内蕴Luenberger观测器 | 第116-120页 |
| 5.2.2 内蕴Super-Twisting滑模观测器 | 第120-124页 |
| 5.3 李群上的滑模内蕴观测器设计 | 第124-126页 |
| 5.4 S~2上的滑模内蕴观测器设计 | 第126-128页 |
| 5.5 SE(3)×S~2上多体飞行器系统的内蕴观测器设计 | 第128-132页 |
| 5.6 仿真与分析 | 第132-141页 |
| 5.6.1 多时间尺度内蕴Super-Twisting观测器仿真 | 第132-138页 |
| 5.6.2 基于多时间尺度内蕴Super-Twisting观测器的载荷跟踪 | 第138-141页 |
| 5.7 本章小结 | 第141-143页 |
| 第6章 非平坦流形上高维欠驱动系统的轨迹优化方法 | 第143-165页 |
| 6.1 引言 | 第143页 |
| 6.2 微分平滑 | 第143-144页 |
| 6.3 SE(3)×S~2上绳索受力子系统的微分平滑属性 | 第144-149页 |
| 6.4 基于微分平滑的轨迹生成技术 | 第149-159页 |
| 6.4.1 平滑输出空间内的平滑输出参数化 | 第152-155页 |
| 6.4.2 平滑输出空间内无环境约束的轨迹生成技术 | 第155-156页 |
| 6.4.3 平滑输出空间内含环境约束的轨迹生成技术 | 第156-158页 |
| 6.4.4 基于内点法与SQP的非线性规划 | 第158-159页 |
| 6.5 仿真与分析 | 第159-164页 |
| 6.6 本章小结 | 第164-165页 |
| 结论与展望 | 第165-168页 |
| 参考文献 | 第168-179页 |
| 附录 多体飞行器系统模型线性化 | 第179-183页 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 | 第183-184页 |
| 致谢 | 第184-186页 |
| 作者简介 | 第186页 |
