本書基於作者多年來承擔國家自然科學基金項目和國家高技術研究發展計劃（863計劃）項目等取得的研究成果編寫而成。本書1先回顧了空間機器人遙操作及其控制技術的研究

意義和發展現狀，然後闡述了空間機器人遙操作繫統設計和雙邊遙操作繫統模型及性能分析，並在此基礎上對圖形預測仿真及運動學參數辨識、空間機器人遙操作控制的相關理論

及其方法進行了詳細介紹，zui後對空間機器人遙操作地面驗證技術及地面實驗研究進行了闡述。書中的理論方法緊密結合實際，可用於解決空間機器人在軌組裝、維護等精細遙操

作技術問題。

本書既可以作為高等學校航天類、自動化類等相關專業研究生的教材，也可以作為從事空間機器人遙操作技術研究及應用的科技工作者的參考書。

D1章緒論 001

1.1空間機器人遙操作及其控制技術的研究意義002

1.2空間機器人遙操作及其控制技術發展現狀003

1.2.1GN外空間機器人遙操作技術現狀003

1.2.2空間機器人遙操作時延問題控制技術012

1.2.3空間機器人路徑規劃技術016

1.2.4空間機器人地面驗證技術017

1.3本書主要研究內容及章節安排020

1.4本章小結022

參考文獻022

D2章空間機器人遙操作繫統設計033

2.1空間機器人遙操作繫統面臨的問題034

2.2空間機器人遙操作繫統方案設計035

2.2.1空間機器人繫統功能與組成035

2.2.2空間機器人遙操作繫統的功能要求和主要設計指標036

2.2.3空間機器人遙操作繫統設計方案037

2.3空間機器人遙操作控制模式設計043

2.4空間機器人遙操作控制體繫結構設計046

2.5本章小結048

參考文獻048

D3章雙邊遙操作繫統模型及性能分析053

3.1雙邊遙操作繫統的構成與模型054

3.1.1主、從端機器人繫統模型054

3.1.2操作員與環境模型056

3.2雙邊遙操作繫統穩定性分析058

3.3雙邊遙操作繫統操作性分析061

3.4本章小結063

參考文獻063

D4章圖形預測仿真及運動學參數辨識研究065

4.1圖形預測仿真流程066

4.2預測仿真環境的建立067

4.2.1集成仿真設計068

4.2.2三維建模069

4.2.3視頻融合071

4.2.4踫撞檢測073

4.3基於運動學參數辨識的模型修正075

4.3.1運動學參數辨識模型076

4.3.2參數辨識條件079

4.3.3辨識結果081

4.4本章小結085

參考文獻085

D5章小增益穩定理論框架下的時延力反饋遙操作控制087

5.1力反饋的透明性與穩定性088

5.2操作員作用力估計089

5.3基於正交投影的力反饋方法093

5.4性能分析097

5.4.1繫統穩定性分析097

5.4.2力覺感受及透明性分析102

5.5仿真與實驗驗證103

5.5.1數值仿真結果103

5.5.2實驗結果分析105

5.6本章小結109

參考文獻110

D6章基於無源性的變增益雙邊遙操作控制111

6.1數的變時延任務空間無源雙邊控制112

6.1.1任務空間運動學表示112

6.1.2變時延下的類PD雙邊控制設計113

6.2仿真分析121

6.3基於切換控制的變增益雙邊遙操作125

6.3.1變增益控制法125

6.3.2穩定性分析126

6.3.3雙邊切換策略設計130

6.4仿真分析132

6.5本章小結137

參考文獻138

D7章具有確定暫態性能的自適應雙邊控制方法研究139

7.1自適應雙邊控制方法140

7.2具有確定暫態性能的自適應雙邊控制144

7.2.1自由運動狀態下的自適應控制144

7.2.2約束空間中的自適應雙邊控制149

7.3仿真分析152

7.4本章小結160

參考文獻161

D8章復雜約束空間中的半自主雙邊遙操作控制163

8.1約束空間自校正柔順雙邊控制164

8.1.1混合柔順遙操作框架164

8.1.2自校正阻抗控制選擇矩陣165

8.1.3自適應混合阻抗控制166

8.1.4性能分析168

8.2仿真分析170

8.3冗餘機器人半自主遙操作控制173

8.3.1半自主遙操作控制律設計173

8.3.2繫統穩定性分析175

8.3.3子任務半自主控制方法179

8.4仿真分析182

8.5本章小結188

參考文獻188

D9章空間機器人遙操作地面驗證技術研究191

9.1空間機器人遙操作地面驗證子繫統的組成192

9.2天地通信模擬技術193

9.3星載驗證實現195

9.4空間機器人動力學實現197

9.4.1空間機器人動力學模型198

9.4.2力學模型實現199

9.5空間機器人基於運動學等效的物理驗證200

9.5.1運動學等效原理200

9.5.2位置級運動學等效202

9.5.3速度級的運動學等效205

9.6本章小結207

參考文獻208

D10章空間機器人遙操作地面實驗研究209

10.1空間機器人遙操作地面實驗繫統構成210

10.2空間機器人遙操作的實驗條件211

10.2.1空間機器人的在軌服務過程211

10.2.2空間機器人特征位姿212

10.2.3時延測量分析213

10.3實驗結果及分析214

10.3.1主、從模式目標抓捕實驗214

10.3.2共享模式目標抓捕實驗216

10.3.3遙編程模式直線軌跡跟蹤實驗217

10.3.4基於手眼測量的自主模式目標抓捕實驗219

10.4本章小結221

參考文獻222