Разработаны процедуры декомпозиционного синтеза обратной связи для решения задач слежения за заданными траекториями положений звеньев робота–манипулятора, функционирующего в условиях неопределенности и действия внешних неконтролируемых возмущений. В предположении, что внешние возмущения и составляющие оператора объекта управления описываются гладкими, в общем случае, неизвестными функциями, а для измерений доступны только положения звеньев, в рамках блочного подхода комплексно решены задачи слежения, инвариантности и наблюдения с обеспечением экспоненциальной сходимости к заданным траекториям.

Исследуется особенности динамики КМР как многосвязной нелинейной системы с изменяющимися в процессе функционирования параметрами. Показано, что при увеличении обобщенных скоростей динамика нелинейной модели сильно отличается от динамики линейной модели, где эти скорости не учитываются. Получена аналитическая оценка несовпадения динамики моделей, которая может быть использована для коррекции алгоритмов управления. Определена область значений допустимых скоростей манипулятора, ниже которых динамика КМР считается "медленной", что позволяет использовать известный в наземной робототехнике принцип независимости управления каждым звеном манипулятора. Рассмотрен случай «форсажного» режима при высоких скоростях КМР в нештатной ситуации, когда нелинейными членами нельзя пренебречь, что требует коррекции текущего алгоритма управления.

Рассматривается задача управления по предотвращению критических систуаций. Предложен метод формирования комплексной оценки ситуаций и признаков, позволяющих распознать начало развития ситуации, ведущей к опасному или нежелательному исходу.

Обсуждаются некоторые вопросы безопасного перемещения свободнолетающего космического робота вблизи поверхности пилотируемой орбитальной станции и формирования алгоритма начальной ориентации на цель с использованием TV-камеры, установленной на концевом звене манипулятора. На основе полученной ранее модели КМР предлагается методика построения области "ползучих" скоростей манипулятора, в которой исходная модель может быть заменена упрощенной. Полученная упрощенная модель КМР использована при синтезе алгоритма независимого управления манипулятором космического робота. Предложен критерий оценки динамики КМР в режиме манипуляционного функционирования и разработан алгоритм компьютерного оценивания степени различий в динамике нелинейной и линеаризованной моделей КМР в заданной области изменения скоростей перемещения звеньев манипулятора. Приведены примеры моделирования динамики космического робота.

Проведено исследование особенностей динамики КМР, приводы манипулятора которого снабжены устройствами механического торможения, срабатывающими при сигнале минимального уровня на входе привода того или иного звена. Показано, что предложенный в работе алгоритм "с механическим торможением" приводит к "омертвлению" соответствующего сустава, т.е. к состоянию, в котором отсутствует потребление энергии на удержание установленного значения межзвенного угла. Это является причиной повышения экономичности манипулятора по сравнению с известным алгоритмом управления "по ускорениям". Приведены результаты компьютерного моделирования, подтверждающие работоспособность и высокое качество функционирования КМР в режиме управляемой реконфигурации манипулятора.