机器人动力学与系统控制
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作者(美)安德鲁·J.库迪拉,(美)平哈斯·本-茨维 著 曹其新 译
出版社机械工业出版社
ISBN9787111704126
出版时间2022-05
装帧平装
开本16开
定价119元
货号1202647820
上书时间2025-01-01
商品详情
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作者简介
安德鲁·J.库迪拉（Andrew J.Kurdila），博士，弗吉尼亚理工大学机械工程系W.Martin Johnson讲席教授。他是Wiley出版社出版的Structural Dynamics:An Introduction to Computer Methods一书的作者。
目录
译者序
前言
第1章 绪论
1.1 写作目的
1.2 机器人系统的起源
1.3 机器人系统的总体结构
1.4 机械手
1.4.1 机械手的典型结构
1.4.2 机械手的分类
1.4.3 机械手示例
1.4.4 球形手腕
1.4.5 关节型机器人
1.5 移动机器人
1.5.1 仿人机器人
1.5.2 自主地面车辆
1.5.3 无人机
1.5.4 自主海上航行器
1.6 机器人动力学与控制问题概述
1.6.1 正向运动学
1.6.2 逆向运动学
1.6.3 正向动力学
1.6.4 逆向动力学和反馈控制
1.6.5 机器人车辆的动力学与控制
1.7 本书主要内容
1.8 习题
第2章 运动学基础
2.1 基和坐标系
2.1.1 N-元组和M×N阵列
2.1.2 向量、基和坐标系
2.2 旋转矩阵
2.3 旋转矩阵的参数化
2.3.1 单轴旋转
2.3.2 旋转矩阵的级联
2.3.3 欧拉角
2.3.4 轴角度参数化
2.4 位置、速度和加速度
2.5 角速度和角加速度
2.5.1 角速度
2.5.2 角加速度
2.6 运动学理论
2.6.1 角速度的加法
2.6.2 相对速度
2.6.3 相对加速度
2.6.4 常见坐标系
2.7 习题
2.7.1 关于N-元组和M×N数组的习题
2.7.2 关于向量、基和坐标系的习题
2.7.3 关于旋转矩阵的习题
2.7.4 关于位置、速度和加速度的习题
2.7.5 关于角速度的习题
2.7.6 关于运动学理论的习题
2.7.7 关于相对速度和加速度的习题
2.7.8 关于常见坐标系的习题
第3章 机器人系统运动学
3.1 齐次变换与刚体运动
3.2 理想关节
3.2.1 移动关节
3.2.2 转动关节
3.2.3 其他理想关节
3.3 Denavit-Hartenberg约定
3.3.1 DH约定中的运动链与编号
3.3.2 DH约定中坐标系的定义
3.3.3 DH约定中的齐次变换
3.3.4 DH步骤
3.3.5 DH约定中的角速度与速度
3.4 正向运动学的递归O(N)公式
3.4.1 速度和角速度的递归计算
3.4.2 效率和计算成本
3.4.3 加速度和角加速度的递归计算
3.5 逆向运动学
3.5.1 可解性
3.5.2 解析法
3.5.3 优化方法
3.5.4 逆速度运动学
3.6 习题
3.6.1 关于齐次变换的习题
3.6.2 关于理想关节及约束的习题
3.6.3 关于DH约定的习题
3.6.4 关于运动链角速度和速度的习题
3.6.5 关于逆向运动学的习题
第4章 牛顿欧拉方程
4.1 刚体的线性动量
4.2 刚体的角动量
4.2.1 基本原理
4.2.2 角动量和惯性
4.2.3 惯性矩阵的计算
4.3 牛顿欧拉方程
4.4 刚体的欧拉方程
4.5 机械系统的运动方程
4.5.1 总体方法
4.5.2 受力图
4.6 控制方程的结构：牛顿欧拉方程
4.6.1 微分代数方程
4.6.2 常微分方程
4.7 递归牛顿欧拉方程
4.8 运动方程的递归推导
4.9 习题
4.9.1 关于线性动量的习题
4.9.2 关于质心的习题
4.9.3 关于惯性矩阵的习题
4.9.4 关于角动量的习题
4.9.5 关于牛顿欧拉方程的习题
第5章 分析力学
5.1 哈密顿原理
5.1.1 广义坐标
5.1.2 泛函与变分法
5.1.3 保守系统的哈密顿原理
5.1.4 刚体的动能
5.2 保守系统的拉格朗日方程
5.3 哈密顿扩展原理
5.4 用于机器人系统的拉格朗日方程
5.4.1 自然系统
5.4.2 拉格朗日方程和D-H约定
5.5 约束系统
5.6 习题
5.6.1 关于哈密顿原理的习题
5.6.2 关于拉格朗日方程的习题
5.6.3 关于哈密顿扩展原理的习题
5.6.4 关于约束系统的习题
第6章 机器人系统的控制
6.1 控制问题的结构
6.1.1 定点和跟踪反馈控制问题
6.1.2 开环和闭环控制
6.1.3 线性与非线性控制
6.2 稳定性理论的基础
6.3 先进稳定性理论技术
6.4 李雅普诺夫直接方法
6.5 不变性原则
6.6 动态逆或计算力矩方法
6.7 近似动态逆和模糊性
6.8 基于无源性的控制器
6.9 执行器模型
6.9.1 电动机
6.9.2 线性执行器
6.10 积分反步控制和执行器的动力学
6.11 习题
6.11.1 关于重力补偿和PD定点控制的习题
6.11.2 关于计算力矩法跟踪控制的习题
6.11.3 关于基于无源性跟踪控制的习题
第7章 基于图像的机器人系统控制
7.1 相机测量几何
7.1.1 透视投影和针孔相机模型
7.1.2 像素坐标和CCD相机
7.1.3 相互作用矩阵
7.2 基于图像的视觉伺服控制
7.2.1 控制综合和闭环方程
7.2.2 初始条件计算
7.3 任务空间控制
7.4 任务空间与视觉控制
7.5 习题
附录A
参考文献
内容摘要
本书重点阐述了机器人系统动力学和控制的基本原理，并展示了如何使用MATLAB、Mathematica和Maple等计算和分析工具来进行机器人系统设计。书中包含大量的实例，重点关注了应用于机器人系统的运动学和动力学基础，介绍了机器人的分析力学技术，包括诸如N阶递归公式等先进课题的回顾，以及大量的机器人系统设计和分析问题。本书非常适合作为本科生和研究生的动力学、控制和机器人学课程的教材，也可以作为机器人领域工程师的参考书。
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