MATLAB基础与机器人学应用(北京理工大学“双一流”建设精品出版工程)
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九品
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作者 石青 ;王化平 ;吴阳
出版社 北京理工大学出版社
出版时间 2020-06
版次 1
装帧 其他
货号 A01-A2-4
上书时间 2024-05-22
商品详情
品相描述:九品
图书标准信息
作者
石青 ;王化平 ;吴阳
出版社
北京理工大学出版社
出版时间
2020-06
版次
1
ISBN
9787568280327
定价
58.00元
装帧
其他
开本
16开
纸张
胶版纸
【内容简介】
本书是关于MATLAB基本应用和机器人学的实用参考书,全书共7章,以当前比较流行的MATLAB2018版本为基础,描述了MATLAB的主要功能及机器人学基本应用。第1章和第2章介绍了MATLAB简介及运算规则,包括MATLAB用户界面、帮助系统、矩阵运算、数值运算及符号运算等;第3章至第5章介绍了MATLAB常见功能,包括MATLAB程序设计、数据插值与拟合、数值微积分、常微分方程求解及MATLAB绘图等;第6章利用MATLAB机器人工具箱,以机械臂为例详细介绍了机器人运动学与动力学建模及仿真;第7章基于MATLAB的Simulink仿真,介绍了机器人运动学与动力学建模及计算过程。 本书可用于高等院校相关机器人专业教材,并为机器人爱好者提供机器人学仿真的解决方案。
【作者简介】
石青,北京理工大学副教授、博导。2012年在日本早稻田大学获博士学位,主要从事仿生机器人及其生物医学应用研究。近年来,围绕仿生机器人与动物行为交互开展深入系统研究,提出了“行为仿生表达仿生交互建模”的新方法,解决了微小型仿生机器人行为能力弱、交互建模难等核心问题,部分成果在脑科学、动物实验装置等方面的研究得到了成功应用;迄今为止,发表/录用SCI论文40余篇;获2016年度北京市科技新星、Advanced Robotics最佳期刊论文奖、国际会议IEEE ICRA 2014等优秀论文奖或提名奖10项;主持国家重点研发计划国际合作专项、国家自然科学基金等省部级以上项目10余项;在ICBS2016、ICRA Workshop等国际会议上作特邀报告6次;担任国际期刊IEEE Trans. Medical Robotics & Bionics、ROBOMECH Journal 编委以及IEEE CBS 2017 Program Cochair等国际学术职位。
【目录】
第 1 章 MATLAB 简介 .........................................................................................................1 1.1 概述............................................................................................................................1 1.2 用户界面与基本操作................................................................................................1 1.2.1 功能界面.........................................................................................................2 1.2.2 命令行窗口.....................................................................................................2 1.2.3 帮助系统.........................................................................................................4 1.3 数据与变量基础........................................................................................................7 1.3.1 基本数据类型.................................................................................................7 1.3.2 变量命名.........................................................................................................7 1.3.3 变量赋值.........................................................................................................8 1.4 本章小结....................................................................................................................8 习题...................................................................................................................................9 第 2 章 MATLAB 基本运算 ...............................................................................................10 2.1 矩阵运算..................................................................................................................10 2.1.1 矩阵生成与访问...........................................................................................10 2.1.2 矩阵基本运算...............................................................................................14 2.1.3 矩阵函数.......................................................................................................17 2.2 数值运算..................................................................................................................19 2.2.1 基本数学函数...............................................................................................19 2.2.2 多项式运算...................................................................................................19 2.2.3 线性方程组求解...........................................................................................24 2.3 符号运算..................................................................................................................25 2.3.1 创建符号对象...............................................................................................25 2.3.2 符号对象运算...............................................................................................26 2.3.3 符号微积分...................................................................................................28 2.4 本章小结..................................................................................................................31 习题.................................................................................................................................32 第 3 章 MATLAB 程序设计 ...............................................................................................33 3.1 M 文件......................................................................................................................33 3.1.1 脚本 M 文件.................................................................................................33 3.1.2 函数 M 文件.................................................................................................34 3.1.3 内联函数.......................................................................................................39 3.2 数据的输入与输出..................................................................................................40 3.2.1 用户输入提示命令 input..............................................................................40 3.2.2 请求键盘输入命令 keyboard.......................................................................40 3.2.3 屏幕输出语句 disp .......................................................................................42 3.2.4 其他相关命令...............................................................................................43 3.3 程序控制结构..........................................................................................................44 3.3.1 顺序结构.......................................................................................................45 3.3.2 选择结构.......................................................................................................45 3.3.3 循环结构.......................................................................................................49 3.4 程序调试..................................................................................................................52 3.4.1 概述...............................................................................................................52 3.4.2 调试方法.......................................................................................................53 3.5 本章小结..................................................................................................................54 习题.................................................................................................................................55 第 4 章 MATLAB 数据分析与处理 ...................................................................................56 4.1 数据插值与拟合......................................................................................................56 4.1.1 数据插值.......................................................................................................56 4.1.2 数据拟合.......................................................................................................61 4.2 数值微积分..............................................................................................................62 4.2.1 数值微分.......................................................................................................62 4.2.2 数值积分.......................................................................................................62 4.3 零极点问题..............................................................................................................64 4.3.1 求零点...........................................................................................................64 4.3.2 求极值...........................................................................................................66 4.4 常微分方程的求解..................................................................................................67 4.4.1 常微分方程的解析解...................................................................................67 4.4.2 常微分方程的数值解...................................................................................68 4.5 本章小结..................................................................................................................72 习题.................................................................................................................................73 第 5 章 MATLAB 绘图 .......................................................................................................74 5.1 二维绘图..................................................................................................................74 5.1.1 plot 命令 ........................................................................................................74 5.1.2 fplot 命令.......................................................................................................80 5.1.3 ezplot 命令.....................................................................................................81 5.1.4 交互式绘图...................................................................................................82 5.2 三维绘图..................................................................................................................84 5.2.1 plot3 命令 ......................................................................................................84 5.2.2 mesh 命令 ......................................................................................................85 5.2.3 surf 命令 ........................................................................................................87 5.3 特殊图形..................................................................................................................88 5.3.1 二维特殊图形命令.......................................................................................88 5.3.2 三维特殊图形命令.......................................................................................91 5.4 三维图形的高级设置..............................................................................................92 5.4.1 视点控制.......................................................................................................93 5.4.2 光照控制.......................................................................................................94 5.5 本章小结..................................................................................................................94 习题.................................................................................................................................95 第 6 章 机器人工具箱建模与仿真.....................................................................................96 6.1 机器人工具箱..........................................................................................................96 6.1.1 机器人工具箱简介.......................................................................................96 6.1.2 机器人工具箱下载及安装...........................................................................96 6.2 机器人学基础..........................................................................................................97 6.2.1 刚体描述及坐标系.......................................................................................97 6.2.2 连杆描述及坐标系.....................................................................................100 6.2.3 机器人运动学.............................................................................................102 6.2.4 轨迹规划.....................................................................................................102 6.3 基本函数介绍........................................................................................................104 6.3.1 Link 函数.....................................................................................................104 6.3.2 SerialLink 函数............................................................................................105 6.3.3 变换矩阵求解函数.....................................................................................107 6.3.4 轨迹规划函数.............................................................................................107 6.4 机器人运动学计算................................................................................................108 6.4.1 正运动学分析.............................................................................................108 6.4.2 逆运动学分析............................................................................................. 111 6.5 机器人动力学计算................................................................................................115 6.5.1 动力学方程.................................................................................................116 6.5.2 正动力学分析.............................................................................................120 6.5.3 逆动力学分析.............................................................................................121 6.6 机器人工具箱动力学计算实例............................................................................123 6.6.1 任务描述.....................................................................................................123 6.6.2 运动模型构建.............................................................................................124 6.6.3 轨迹规划和运动学计算.............................................................................125 6.6.4 动力学计算.................................................................................................127 6.7 本章小结................................................................................................................128 习题...............................................................................................................................129 第 7 章 机器人学 Simulink 仿真......................................................................................131 7.1 Simulink 基本操作.................................................................................................131 7.1.1 Simulink 的特点..........................................................................................131 7.1.2 Simulink 启动与基础操作..........................................................................131 7.2 Simulink 模块库和系统仿真.................................................................................136 7.2.1 Simulink 模块库常用模块介绍 ..................................................................136 7.2.2 Simulink 仿真系统设置..............................................................................141 7.3 子系统创建与封装................................................................................................143 7.3.1 通过子系统模块来建立子系统.................................................................143 7.3.2 组合已有的模块建立子系统.....................................................................144 7.3.3 封装子系统.................................................................................................145 7.3.4 条件子系统.................................................................................................147 7.4 Simulink 机器人运动学计算.................................................................................150 7.4.1 正运动学分析.............................................................................................150 7.4.2 逆运动学分析.............................................................................................152 7.5 Simulink 机器人动力学计算.................................................................................154 7.5.1 正动力学分析.............................................................................................154 7.5.2 逆动力学分析.............................................................................................155 7.6 机械臂关节控制....................................................................................................156 7.6.1 驱动电机.....................................................................................................156 7.6.2 独立关节控制.............................................................................................157 7.7 Simulink 仿真实例.................................................................................................157 7.7.1 仿真任务描述.............................................................................................157 7.7.2 轨迹函数生成.............................................................................................159 7.7.3 仿真模型构建.............................................................................................162 7.7.4 仿真结果分析.............................................................................................163 7.8 本章小结................................................................................................................165 习题...............................................................................................................................166 参考文献...............................................................................................................................167
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