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1 绪论1

1.1 研究背景及意义1

1.2 国内外研究现状2

1.2.1 国外研究现状2

1.2.2 国内研究现状5

1.3 可重构机械臂研究的关键问题6

1.3.1 运动学建模7

1.3.2 动力学建模8

1.3.3 轨迹跟踪控制8

1.3.4 力控制9

1.3.5 主动容错控制10

1.3.6 构形优化11

1.4 本书的主要内容11

2 可重构机械臂运动学与动力学建模13

2.1 引言13

2.2 基于旋量理论的可重构机械臂正运动学的指数积公式13

2.3 可重构机械臂的逆运动学15

2.3.1 目标函数15

2.3.2 基于改进粒子群优化算法的逆运动学求解16

2.3.3 仿真研究17

2.4 基于运动旋量的可重构机械臂动力学分析19

2.5 本章小结25

3 可重构机械臂分散轨迹跟踪控制26

3.1 引言26

3.2 基于ESO的分散自适应模糊控制27

3.2.1 问题描述27

3.2.2 基于ESO的分散自适应模糊控制器设计及稳定性分析27

3.2.3 仿真研究30

3.3 基于ESO和DSC的反演分散控制31

3.3.1 控制器设计及稳定性分析31

3.3.2 ESO参数βi1，βi2，βi3的粒子群算法训练流程34

3.3.3 仿真研究35

3.4 基于生物启发策略的自适应反演快速终端模糊滑模控制37

3.4.1 生物启发模型简介37

3.4.2 自适应反演快速终端模糊滑模控制器设计38

3.4.3 仿真研究41

3.5 本章小结46

4 可重构机械臂分散主动容错控制47

4.1 引言47

4.2 故障描述48

4.3 基于迭代故障观测器的可重构机械臂执行器故障主动容错控制49

4.3.1 迭代故障观测器设计及其收敛性分析49

4.3.2 控制器设计54

4.3.3 仿真研究56

4.4 多故障同发的可重构机械臂主动容错控制61

4.4.1 问题描述61

4.4.2 基于滑模观测器的故障重构及容错控制律设计61

4.4.3 仿真研究68

4.5 本章小结73

5 可重构机械臂分散力／位置控制74

5.1 引言74

5.2 基于非线性关节力矩观测器的可重构机械臂双闭环分散力控制75

5.2.1 问题描述75

5.2.2 基于辅助变量的非线性关节力矩观测器设计76

5.2.3 双闭环分散力控制器设计78

5.2.4 仿真研究80

5.3 基于LMI的可重构机械臂非脆弱鲁棒分散力／位置控制85

5.3.1 非脆弱鲁棒分散力／位置控制器设计86

5.3.2 仿真研究91

5.4 本章小结96

6 全书总结97

参考文献99