机器人控制理论基础

图书标准信息

• 作者 杨洋 苏鹏 郑昱
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2021-10
• 版次 1
• ISBN 9787111683834
• 定价 59.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 292页
• 字数 448千字

【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