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机器人控制理论基础

机器人控制理论基础
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作者:
出版社: 机械工业出版社
2021-10
版次: 1
ISBN: 9787111683834
定价: 59.00
装帧: 其他
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 292页
字数: 448千字
分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术
6人买过
  • 本书较全面地介绍了机器人控制的理论基础，除第1章机器人机构与控制概述外，共分为三篇，第1篇为机器人控制的力学基础，介绍了机器人机构的运动学、动力学和可操作性；第2篇为机器人传统控制方法的理论基础，介绍了机器人的位置和力的控制，以及冗余度机器人的控制；第3篇为机器人高级控制方法的理论基础，介绍了机器人的学习控制、基于视觉的机器人控制、机器人的稳定性控制、机器人的滑模控制、机器人的神经网络控制、多机器人的协同控制。
      本书可以作为高等工科院校机械电子工程、机械工程及自动化、自动化技术、机器人工程等专业学生使用的机器人技术课程的教材，也可供从事机器人研究的科技工作者使用和参考。 前言

    第1章机器人机构与控制概述1

    11机器人的机构1

    12机器人的控制4

    13有关的矩阵理论和稳定性理论7

    131广义逆矩阵7

    132奇异值分解8

    133李雅普诺夫稳定性理论10

    14控制中常用的传感器12

    141外部传感器13

    142内部传感器13

    143机器人控制中的传感器14

    15本章作业20第1篇机器人控制的力学基础

    第2章机器人机构运动学22

    21物体的位置与姿态22

    211物体坐标系22

    212旋转矩阵23

    213欧拉角25

    214滚转角、倾斜角、俯仰角27

    22坐标变换28

    221齐次变换28

    222变换的积与逆变换30

    23关节变量与机器人末端位置31

    231一般的关系31

    232连杆参数33

    233连杆坐标系34

    234正运动学问题的解法37

    24逆运动学问题40

    25雅可比矩阵45

    251物体的运动速度45

    252雅可比矩阵的定义48

    253机器人机构各连杆间的速度

    关系49

    254雅可比矩阵Jv的一般表达式51

    255实现给定机器人末端速度的

    关节速度53

    256奇异位形54

    26静力学与雅可比矩阵56

    261不同直角坐标系中表示的

    等效力56

    262末端载荷与等效关节驱动力58

    27本章作业59

    第3章机器人机构动力学60

    31动力学分析方法概述60

    32力学基础知识60

    321牛顿欧拉运动方程60

    322虚功原理63

    323拉格朗日运动方程65

    33基于拉格朗日法的运动方程66

    331n自由度机器人机构68

    332并行驱动的2自由度机器人

    机构72

    34基于牛顿欧拉法的运动方程73

    341推导的基本过程73

    342各连杆之间的加速度关系74

    343n自由度机器人机构75

    35运动方程的运用与计算效率79

    351实时控制——逆动力学问题79

    352仿真——正动力学问题80

    36机器人机构的参数辨识81

    361机器人机构的参数辨识问题81

    362基于拉格朗日方程的辨识

    方法81

    363末端载荷的辨识86

    37本章作业87

    第4章机器人机构可操作性88

    41可操作性椭球与可操作度88

    42常见机器人的可操作度分析92

    4212关节连杆机构92

    422SCARA机器人93

    423PUMA机器人94

    424直角坐标型机器人、圆柱坐标型

    机器人和极坐标型机器人95

    425具有4个关节的机器人95

    43各种其他可操作性指标96

    44动力学可操作性97

    441动力学可操作性椭球与

    可操作度97

    4422关节连杆机构100

    45本章作业103

    目录第2篇机器人传统控制方法的理论基础

    第5章机器人的位置控制105

    51目标路径与目标轨迹105

    511根据关节变量确定路径的方法105

    512根据末端位置确定轨迹的方法108

    52线性反馈控制111

    521线性反馈控制规律的有效性111

    522位置或速度反馈控制规律的

    稳定性112

    53基于线性化补偿原理的双闭环控制113

    531基本思想113

    532控制系统的构成116

    533并行计算方式117

    54伺服补偿器的设计与评价120

    541线性伺服系统理论120

    542稳定余度及灵敏度123

    55速度输入下的位置控制125

    551单关节的动作控制126

    552多关节机器人的动作控制129

    56转矩输入下的位置控制129

    561单关节的动作控制129

    562多关节机器人的动作控制134

    57本章作业136

    第6章机器人的力控制137

    61柔顺控制137

    611被动柔顺138

    612主动柔顺139

    62阻抗控制141

    621被动阻抗法141

    622主动阻抗控制法——单自由度的

    情形142

    623主动阻抗控制法——一般情形145

    624导纳控制147

    63混合控制法148

    631基于反馈补偿的控制148

    632动力学混合控制150

    64约束运动156

    641刚性环境156

    642柔性环境159

    65本章作业160

    第7章冗余度机器人的控制161

    71冗余度机器人161

    72控制问题的数学模型161

    721基于顺序优先级的任务作业

    表示161

    722问题的数学描述和基本方程162

    723按目标轨迹给定的情形162

    724按评价函数给定的情形163

    725瞬时化问题的数学描述163

    73避障与避奇异位形164

    731避障164

    732避奇异位形165

    74关节目标速度的数值计算法166

    75本章作业167第3篇机器人高级控制方法的理论基础

    第8章机器人的学习控制169

    81学习控制的前提条件169

    82D型学习控制（线性系统）170

    83机器人中的D型学习控制175

    84P型学习控制178

    85带有忘却因子的学习控制180

    86具有记忆选择功能的学习控制183

    87机器人控制中的强化学习185

    871控制中强化学习的分类185

    872闭环交互式学习方法186

    873直接方法191

    88学习控制的应用194

    89本章作业196

    第9章基于视觉的机器人控制197

    91图像处理197

    911图像分割198

    912图像解释201

    92位形获取202

    921解析解202

    922映射矩阵205

    93相机标定207

    94机器人视觉伺服控制209

    941基于位置的视觉伺服210

    942基于图像的视觉伺服212

    95机器人复合视觉伺服控制215

    96本章作业220

    第10章机器人的稳定性控制221

    101
  • 内容简介:
    本书较全面地介绍了机器人控制的理论基础，除第1章机器人机构与控制概述外，共分为三篇，第1篇为机器人控制的力学基础，介绍了机器人机构的运动学、动力学和可操作性；第2篇为机器人传统控制方法的理论基础，介绍了机器人的位置和力的控制，以及冗余度机器人的控制；第3篇为机器人高级控制方法的理论基础，介绍了机器人的学习控制、基于视觉的机器人控制、机器人的稳定性控制、机器人的滑模控制、机器人的神经网络控制、多机器人的协同控制。
      本书可以作为高等工科院校机械电子工程、机械工程及自动化、自动化技术、机器人工程等专业学生使用的机器人技术课程的教材，也可供从事机器人研究的科技工作者使用和参考。
  • 目录:
    前言

    第1章机器人机构与控制概述1

    11机器人的机构1

    12机器人的控制4

    13有关的矩阵理论和稳定性理论7

    131广义逆矩阵7

    132奇异值分解8

    133李雅普诺夫稳定性理论10

    14控制中常用的传感器12

    141外部传感器13

    142内部传感器13

    143机器人控制中的传感器14

    15本章作业20第1篇机器人控制的力学基础

    第2章机器人机构运动学22

    21物体的位置与姿态22

    211物体坐标系22

    212旋转矩阵23

    213欧拉角25

    214滚转角、倾斜角、俯仰角27

    22坐标变换28

    221齐次变换28

    222变换的积与逆变换30

    23关节变量与机器人末端位置31

    231一般的关系31

    232连杆参数33

    233连杆坐标系34

    234正运动学问题的解法37

    24逆运动学问题40

    25雅可比矩阵45

    251物体的运动速度45

    252雅可比矩阵的定义48

    253机器人机构各连杆间的速度

    关系49

    254雅可比矩阵Jv的一般表达式51

    255实现给定机器人末端速度的

    关节速度53

    256奇异位形54

    26静力学与雅可比矩阵56

    261不同直角坐标系中表示的

    等效力56

    262末端载荷与等效关节驱动力58

    27本章作业59

    第3章机器人机构动力学60

    31动力学分析方法概述60

    32力学基础知识60

    321牛顿欧拉运动方程60

    322虚功原理63

    323拉格朗日运动方程65

    33基于拉格朗日法的运动方程66

    331n自由度机器人机构68

    332并行驱动的2自由度机器人

    机构72

    34基于牛顿欧拉法的运动方程73

    341推导的基本过程73

    342各连杆之间的加速度关系74

    343n自由度机器人机构75

    35运动方程的运用与计算效率79

    351实时控制——逆动力学问题79

    352仿真——正动力学问题80

    36机器人机构的参数辨识81

    361机器人机构的参数辨识问题81

    362基于拉格朗日方程的辨识

    方法81

    363末端载荷的辨识86

    37本章作业87

    第4章机器人机构可操作性88

    41可操作性椭球与可操作度88

    42常见机器人的可操作度分析92

    4212关节连杆机构92

    422SCARA机器人93

    423PUMA机器人94

    424直角坐标型机器人、圆柱坐标型

    机器人和极坐标型机器人95

    425具有4个关节的机器人95

    43各种其他可操作性指标96

    44动力学可操作性97

    441动力学可操作性椭球与

    可操作度97

    4422关节连杆机构100

    45本章作业103

    目录第2篇机器人传统控制方法的理论基础

    第5章机器人的位置控制105

    51目标路径与目标轨迹105

    511根据关节变量确定路径的方法105

    512根据末端位置确定轨迹的方法108

    52线性反馈控制111

    521线性反馈控制规律的有效性111

    522位置或速度反馈控制规律的

    稳定性112

    53基于线性化补偿原理的双闭环控制113

    531基本思想113

    532控制系统的构成116

    533并行计算方式117

    54伺服补偿器的设计与评价120

    541线性伺服系统理论120

    542稳定余度及灵敏度123

    55速度输入下的位置控制125

    551单关节的动作控制126

    552多关节机器人的动作控制129

    56转矩输入下的位置控制129

    561单关节的动作控制129

    562多关节机器人的动作控制134

    57本章作业136

    第6章机器人的力控制137

    61柔顺控制137

    611被动柔顺138

    612主动柔顺139

    62阻抗控制141

    621被动阻抗法141

    622主动阻抗控制法——单自由度的

    情形142

    623主动阻抗控制法——一般情形145

    624导纳控制147

    63混合控制法148

    631基于反馈补偿的控制148

    632动力学混合控制150

    64约束运动156

    641刚性环境156

    642柔性环境159

    65本章作业160

    第7章冗余度机器人的控制161

    71冗余度机器人161

    72控制问题的数学模型161

    721基于顺序优先级的任务作业

    表示161

    722问题的数学描述和基本方程162

    723按目标轨迹给定的情形162

    724按评价函数给定的情形163

    725瞬时化问题的数学描述163

    73避障与避奇异位形164

    731避障164

    732避奇异位形165

    74关节目标速度的数值计算法166

    75本章作业167第3篇机器人高级控制方法的理论基础

    第8章机器人的学习控制169

    81学习控制的前提条件169

    82D型学习控制（线性系统）170

    83机器人中的D型学习控制175

    84P型学习控制178

    85带有忘却因子的学习控制180

    86具有记忆选择功能的学习控制183

    87机器人控制中的强化学习185

    871控制中强化学习的分类185

    872闭环交互式学习方法186

    873直接方法191

    88学习控制的应用194

    89本章作业196

    第9章基于视觉的机器人控制197

    91图像处理197

    911图像分割198

    912图像解释201

    92位形获取202

    921解析解202

    922映射矩阵205

    93相机标定207

    94机器人视觉伺服控制209

    941基于位置的视觉伺服210

    942基于图像的视觉伺服212

    95机器人复合视觉伺服控制215

    96本章作业220

    第10章机器人的稳定性控制221

    101
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