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隨著空間技術飛速發展，宇航員在太空環境下的高危作業正逐步被空間機器人所替代。自由漂浮空間機器人在節省能源，提高生產效益，擴大空間站的作用等方面具有重要的意義。雙臂空間機器人載體處于自由漂浮狀態，載體的姿態會隨著機械臂的相對運動而發生變化，增大了載體姿態控制難度的同時，為控制其姿態也提供了一種方法。Fernandes等根據空間機器人的非完整性質提出空間機器人的關節運動規劃的最優控制方法；Nakamura等提出了非完整運動規劃的雙向Lyapunov方法；戈新生等利用非線性系統最優控制原理，給出了一類帶有非完整約束的多體系統運動規劃的最優數值方法。
偽譜法是一種基于全局插值多項式的直接配點法。偽譜法具有精度高、效率高等優點，并且具有收斂性，偽譜最優控制理論己被用于在軍事和工業應用中的地面和飛行系統中。偽譜法傳統上主要應用于流體力學，近年來得到了相對廣泛的研究剮吲。Legendre偽譜法的算法具有可行性、一致性以及收斂性。該方法以Legendre-Guass-Lobatto （LGL）點作為插值節點，以Lagerange插值基函數來逼近所求狀態變量，能夠用較犬積分步長得到較高精度。本文采用Legendre偽譜法進行姿態規劃的最優控制，討論了自由漂浮雙臂空間機器人姿態控制問題。根據在自由漂浮的情況下系統總的動量矩守恒關系推導出系統的動力學方程。然后利用Legendre偽譜法將問題進行離散化，將其轉化為非線性規劃問題進行求解。最后采用該方法對空間雙臂機器人進行數值仿真，驗證其對該姿態運動規劃問題的有效性。
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