摘要：带空间机械臂航天器系统在无外力矩作用时，系统相对于总质心的动量矩守恒而变为非完整系统，由于非完整约束的不可积性，非完整系统的运动规划与控制比一般系统要困难得多。针对这一问题，利用非完整特性研究自由漂浮空间机械臂的三维姿态运动规划问题，导出带空间机械臂的航天器三维姿态运动数学模型，并将系统的控制问题转化为无漂移系统的非完整运动规划问题。在运动规划中，引入Fourier基函数构成系统控制输入，对基函数的系数向量优化，提出一种应用粒子群优化的最优运动规划数值算法。数值仿真表明该方法对空间机械臂及航天器三维姿态运动的非完整运动规划是有效的。

关键词：空间机械臂 姿态运动 非完整 运动规划 粒子群优化算法 

单位：北京机械工业学院机械工程系; 北京100085