机械系统多体动力学分析、控制与仿真
出版时间:
2010-05
版次:
1
ISBN:
9787030273178
定价:
42.00
装帧:
平装
开本:
16开
纸张:
胶版纸
页数:
186页
字数:
234千字
正文语种:
简体中文
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《机械系统多体动力学分析、控制与仿真》以机器人机械臂为代表，论述了多刚体和刚柔混合机械系统的运动学和动力学及其控制的分析理论、分析方法和仿真；以典型平面三自由度机器人系统为例，对多体系统的运动学、速度与微运动、速度和加速度，以及多刚体系统动力学方程的建立、求解和计算等进行了详细分析；针对多刚体系统的控制方法，介绍了PID控制的基本思想、机械臂手爪的位置控制和基于反馈控制策略的主从机械臂同步控制等；结合多刚体系统和刚柔混合机械系统的DAE分析与仿真，介绍了基于ADAMS的机械臂动力学可视化仿真方法；最后，讨论了多柔体系统的动力学分析与仿真方法。书中附有必要的计算程序和仿真流程。
《机械系统多体动力学分析、控制与仿真》可供机械系统动力学和机器人学等专业的科技人员参考，也可供相关专业的教师、研究生及高年级本科生阅读。 韩清凯，1969年3月生，博士。东北大学机械工程与自动化学院教授、博士生导师，机械设计及理论研究所所长。曾在美国阿克伦大学做访问学者（2009年），在英国谢菲尔德大学（2007年）和德国慕尼黑理工大学（2001年）进行短期合作研究。近年来，先后承担973项目、863项目、国家自然科学基金项目等多项，发表论文80余篇，获得专利2项。入选教育部新世纪优秀人才支持计划.获教育部科学技术进步奖一等奖、辽宁省科学技术进步奖一等奖和二等奖、霍英东教育基金会第十届高等院校青年教师奖、辽宁省青年科技奖等。主要研究方向：非线性振动与机械动态设计、机械状态监测与故障诊断等。
罗忠，1978年4月生，博士。东北大学机械工程与自动化学院讲师，机械电子工程研究所党支部书记、副所长。近年来.先后负责或参与973项目、国家自然科学基金项目、辽宁省博士科研启动基金资助项目等多项，发表论文30余篇，参编教材和著作5部。获东北大学五四青年奖章（青年岗位能手）、东北大学第五届教师教学基本功大赛一等奖等。主要研究方向：机械动力学与机器人技术、状态监测与数据处理等。 前言
第1章绪论
1.1目的和意义
1.2机械系统多体动力学研究现状
1.3机械系统多体动力学的主要研究内容
1.4本书主要内容
参考文献
第2章多刚体系统的运动学分析
2.1多刚体系统的运动描述方法
2.1.1机构空间坐标的齐次变换
2.1.2机构参数的D-H定义方法及机构杆系的坐标变换
2.2机械臂的正运动学
2.3机械臂运动分析的逆问题
2.3.1机械臂逆运动分析的解析方法
2.3.2机械臂逆运动分析的数值方法
2.4模块化三自由度串联机器人的运动学分析
2.4.1模块化三自由度串联机器人的D-H参数定义
2.4.2三自由度模块化机器人正运动学分析
2.4.3模块化机器人的运动学逆问题分析
2.5多体系统的速度与微运动分析
2.5.1机器人的雅可比矩阵
2.5.2雅可比矩阵在静力学中的应用
参考文献
第3章多刚体系统的动力学分析
3.1刚体运动的速度描述方法
3.2机械臂的速度与各关节速度的关系
3.2.1雅可比矩阵的描述
3.2.2雅可比矩阵的求解
3.3机械臂的速度和加速度分析
3.3.1速度分析
3.3.2加速度分析
3.3.3机械臂的路径描述与运动轨迹规划
3.4机械结构的动力学方程：牛顿-欧拉动力学方程
3.5多刚体系的动力学方程：拉格朗日动力学方程
参考文献
第4章机械臂运动学和动力学分析实例
4.1平面三自由度机械臂动力学分析
4.1.1三自由度模块化机器人正向运动学分析
4.1.2三自由度模块化机器人逆向运动学分析
4.1.3机械臂机构系统的静力学分析
4.1.4模块化三自由度机械臂的动力学分析
4.1.5机器人动力学模型的物理特征
4.2点焊机器人动力学分析
4.2.1点焊机器人机构运动学分析
4.2.2确定杆系的惯性参数
4.2.3机器人动力学方程的建立及其求解
4.2.4动力学计算
参考文献
第5章多刚体系统的控制方法
5.1PID控制的基本思想
5.2机械手的位置控制
5.2.1利用逆运动学和关节力矩的控制方法
5.2.2基于静力学关系式的控制方法
5.3机械手的动态控制
5.4基于反馈控制策略的主从机械臂同步控制
5.4.1主从机械臂同步控制的动力学方程
5.4.2主从式平面三自由度机械臂的动力学方程
5.4.3机械臂同步控制的仿真分析
参考文献
第6章多刚体系统复杂运动的控制方法
6.1二连杆机构控制系统模型的建立
6.1.1OPCL控制器模型和稳定性分析
6.1.2二连杆机构的动力学模型
6.2二连杆机构不同运动形式的仿真
6.2.1仿真条件及仿真步骤
6.2.2单周期运动
6.2.3多周期运动
6.2.4拟周期运动
6.2.5混沌运动
6.3非线性参数估计
参考文献
第7章摩擦对多刚体系统复杂运动控制的影响
7.1考虑摩擦和OPCL控制的多刚体系统建模
7.2Stribeck摩擦模型
7.3运动对黏性摩擦系数的分岔
7.4不同运动模式的定性定量比较
7.4.1单周期运动
7.4.2多周期运动
7.4.3拟周期运动
7.4.4混沌运动
7.5考虑静摩擦力和库仑摩擦力对OPCL的影响
7.5.1拟周期运动
7.5.2混沌运动
参考文献
第8章多刚体系统的ADAMS分析与仿真
8.1多刚体系统动力学的微分代数方程分析
8.1.1运动学方程的建立
8.1.2动力学方程的建立
8.1.3正向、逆向动力学分析及静平衡分析
8.2三自由度机械臂的动力学仿真与分析
8.2.1三自由度机械臂动力学仿真分析研究内容和方法
8.2.2基于ADAMS的三自由度机械臂建模
8.2.3三自由度机械臂动力学仿真
8.3复杂机械系统的刚体运动学和动力学仿真分析实例
8.3.1导人锻造操作机模型并建立刚性构件
8.3.2添加约束
8.3.3施加载荷
8.3.4计算求解与结果后处理
参考文献
第9章多柔体系统动力学分析与仿真
9.1多柔体系统动力学基础
9.1.1坐标系和基本参量
9.1.2多柔体系统的载荷处理方法
9.1.3多柔体系统的动能和势能
9.2多柔体系统的动力学方程
9.2.1弹性变形的广义坐标离散化
9.2.2柔性体的动能
9.2.3柔性体弹性变形引起的广义力
9.2.4广义主动力
9.2.5自由柔性体的动力学控制方程
9.2.6多柔体系统平面运动的动力学控制方程
9.2.7多柔体系统空间运动的动力学控制方程
9.3柔性机械臂系统的刚柔耦合实例
9.3.1刚柔耦合动力学原理
9.3.2刚柔耦合动力学仿真方法
9.3.3刚柔耦合动力学仿真步骤
9.3.4仿真结果
参考文献
附录机构的惯性参数计算
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内容简介:
《机械系统多体动力学分析、控制与仿真》以机器人机械臂为代表，论述了多刚体和刚柔混合机械系统的运动学和动力学及其控制的分析理论、分析方法和仿真；以典型平面三自由度机器人系统为例，对多体系统的运动学、速度与微运动、速度和加速度，以及多刚体系统动力学方程的建立、求解和计算等进行了详细分析；针对多刚体系统的控制方法，介绍了PID控制的基本思想、机械臂手爪的位置控制和基于反馈控制策略的主从机械臂同步控制等；结合多刚体系统和刚柔混合机械系统的DAE分析与仿真，介绍了基于ADAMS的机械臂动力学可视化仿真方法；最后，讨论了多柔体系统的动力学分析与仿真方法。书中附有必要的计算程序和仿真流程。
《机械系统多体动力学分析、控制与仿真》可供机械系统动力学和机器人学等专业的科技人员参考，也可供相关专业的教师、研究生及高年级本科生阅读。
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作者简介:
韩清凯，1969年3月生，博士。东北大学机械工程与自动化学院教授、博士生导师，机械设计及理论研究所所长。曾在美国阿克伦大学做访问学者（2009年），在英国谢菲尔德大学（2007年）和德国慕尼黑理工大学（2001年）进行短期合作研究。近年来，先后承担973项目、863项目、国家自然科学基金项目等多项，发表论文80余篇，获得专利2项。入选教育部新世纪优秀人才支持计划.获教育部科学技术进步奖一等奖、辽宁省科学技术进步奖一等奖和二等奖、霍英东教育基金会第十届高等院校青年教师奖、辽宁省青年科技奖等。主要研究方向：非线性振动与机械动态设计、机械状态监测与故障诊断等。
罗忠，1978年4月生，博士。东北大学机械工程与自动化学院讲师，机械电子工程研究所党支部书记、副所长。近年来.先后负责或参与973项目、国家自然科学基金项目、辽宁省博士科研启动基金资助项目等多项，发表论文30余篇，参编教材和著作5部。获东北大学五四青年奖章（青年岗位能手）、东北大学第五届教师教学基本功大赛一等奖等。主要研究方向：机械动力学与机器人技术、状态监测与数据处理等。
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目录:
前言
第1章绪论
1.1目的和意义
1.2机械系统多体动力学研究现状
1.3机械系统多体动力学的主要研究内容
1.4本书主要内容
参考文献
第2章多刚体系统的运动学分析
2.1多刚体系统的运动描述方法
2.1.1机构空间坐标的齐次变换
2.1.2机构参数的D-H定义方法及机构杆系的坐标变换
2.2机械臂的正运动学
2.3机械臂运动分析的逆问题
2.3.1机械臂逆运动分析的解析方法
2.3.2机械臂逆运动分析的数值方法
2.4模块化三自由度串联机器人的运动学分析
2.4.1模块化三自由度串联机器人的D-H参数定义
2.4.2三自由度模块化机器人正运动学分析
2.4.3模块化机器人的运动学逆问题分析
2.5多体系统的速度与微运动分析
2.5.1机器人的雅可比矩阵
2.5.2雅可比矩阵在静力学中的应用
参考文献
第3章多刚体系统的动力学分析
3.1刚体运动的速度描述方法
3.2机械臂的速度与各关节速度的关系
3.2.1雅可比矩阵的描述
3.2.2雅可比矩阵的求解
3.3机械臂的速度和加速度分析
3.3.1速度分析
3.3.2加速度分析
3.3.3机械臂的路径描述与运动轨迹规划
3.4机械结构的动力学方程：牛顿-欧拉动力学方程
3.5多刚体系的动力学方程：拉格朗日动力学方程
参考文献
第4章机械臂运动学和动力学分析实例
4.1平面三自由度机械臂动力学分析
4.1.1三自由度模块化机器人正向运动学分析
4.1.2三自由度模块化机器人逆向运动学分析
4.1.3机械臂机构系统的静力学分析
4.1.4模块化三自由度机械臂的动力学分析
4.1.5机器人动力学模型的物理特征
4.2点焊机器人动力学分析
4.2.1点焊机器人机构运动学分析
4.2.2确定杆系的惯性参数
4.2.3机器人动力学方程的建立及其求解
4.2.4动力学计算
参考文献
第5章多刚体系统的控制方法
5.1PID控制的基本思想
5.2机械手的位置控制
5.2.1利用逆运动学和关节力矩的控制方法
5.2.2基于静力学关系式的控制方法
5.3机械手的动态控制
5.4基于反馈控制策略的主从机械臂同步控制
5.4.1主从机械臂同步控制的动力学方程
5.4.2主从式平面三自由度机械臂的动力学方程
5.4.3机械臂同步控制的仿真分析
参考文献
第6章多刚体系统复杂运动的控制方法
6.1二连杆机构控制系统模型的建立
6.1.1OPCL控制器模型和稳定性分析
6.1.2二连杆机构的动力学模型
6.2二连杆机构不同运动形式的仿真
6.2.1仿真条件及仿真步骤
6.2.2单周期运动
6.2.3多周期运动
6.2.4拟周期运动
6.2.5混沌运动
6.3非线性参数估计
参考文献
第7章摩擦对多刚体系统复杂运动控制的影响
7.1考虑摩擦和OPCL控制的多刚体系统建模
7.2Stribeck摩擦模型
7.3运动对黏性摩擦系数的分岔
7.4不同运动模式的定性定量比较
7.4.1单周期运动
7.4.2多周期运动
7.4.3拟周期运动
7.4.4混沌运动
7.5考虑静摩擦力和库仑摩擦力对OPCL的影响
7.5.1拟周期运动
7.5.2混沌运动
参考文献
第8章多刚体系统的ADAMS分析与仿真
8.1多刚体系统动力学的微分代数方程分析
8.1.1运动学方程的建立
8.1.2动力学方程的建立
8.1.3正向、逆向动力学分析及静平衡分析
8.2三自由度机械臂的动力学仿真与分析
8.2.1三自由度机械臂动力学仿真分析研究内容和方法
8.2.2基于ADAMS的三自由度机械臂建模
8.2.3三自由度机械臂动力学仿真
8.3复杂机械系统的刚体运动学和动力学仿真分析实例
8.3.1导人锻造操作机模型并建立刚性构件
8.3.2添加约束
8.3.3施加载荷
8.3.4计算求解与结果后处理
参考文献
第9章多柔体系统动力学分析与仿真
9.1多柔体系统动力学基础
9.1.1坐标系和基本参量
9.1.2多柔体系统的载荷处理方法
9.1.3多柔体系统的动能和势能
9.2多柔体系统的动力学方程
9.2.1弹性变形的广义坐标离散化
9.2.2柔性体的动能
9.2.3柔性体弹性变形引起的广义力
9.2.4广义主动力
9.2.5自由柔性体的动力学控制方程
9.2.6多柔体系统平面运动的动力学控制方程
9.2.7多柔体系统空间运动的动力学控制方程
9.3柔性机械臂系统的刚柔耦合实例
9.3.1刚柔耦合动力学原理
9.3.2刚柔耦合动力学仿真方法
9.3.3刚柔耦合动力学仿真步骤
9.3.4仿真结果
参考文献
附录机构的惯性参数计算
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成功完成率95.41%
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九品
安徽省芜湖市
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成功完成率93.42%
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成功完成率94.98%
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