机器人动力学控制

图书标准信息

• 作者 房立金
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2023-03
• 版次 1
• ISBN 9787121453298
• 定价 55.00元
• 装帧 其他
• 页数 220页

【内容简介】

本书面向机器人工程专业教学需求，结合电机拖动及自动控制相关内容，介绍机器人运动学和动力学控制的基础知识，主要包括绪论、机器人运动学及动力学模型、机器人关节传动系统、机器人关节驱动与控制、机器人轨迹规划与控制、机器人非线性动力学控制、机器人力控制及力位柔顺控制等内容，旨在使学生掌握机器人控制系统的基本原理和相关知识，形成并建立对机器人这一类特殊控制对象的系统性概念，为深入学习机器人高级智能控制奠定必要的理论基础。 本书既可作为高等院校机器人工程专业及其他相关交叉专业本科生的教材，也可供研究生及工程技术人员参考。

【作者简介】

房立金，男，1965年3月出生，东北大学机器人科学与工程学院教授、博士研究生导师，长期从事机器人及机电一体化系统及其控制方面的基础理论研究、高技术攻关及应用系统开发工作。主持国家级项目4项，主持省部级项目3项：作为主要参加人员或控制系统负责人参与多项国家级科研课题研究工作。获中科院自然科学三等奖1项（排名5）、辽宁省发明二等奖2项（排名2）、国防科技三等奖1项（排名3）、沈阳市科技进步二等奖2项（排名2），解放军总参二等奖1项（排名9）。以第一设计人获授权发明专利31项。发表学术论文150余篇。

【目录】

第0章  绪论1

0.1  机器人的概念及其发展历程1

0.2  机器人的组成与结构4

0.3  机器人与传统机械的关系5

0.4  机器人的感知、驱动与控制7

0.5  人、机器人与环境8

第1章  机器人运动学及动力学模型10

1.1  机器人位姿求解10

1.2  机器人速度分析13

1.3  机器人静力分析18

1.4  转动惯量及惯性张量20

1.5  机器人动力学建模方法23

1.6  机械臂动力学模型27

1.7  两连杆平面机械臂的动力学建模32

1.8  带平行四边形机构的机械臂36

思考题与习题42

第2章  机器人关节传动系统45

2.1  机器人关节传动系统的组成与结构46

2.2  关节传动参数计算48

2.3  负载50

2.4  运动精度53

2.5  机器人驱动电机56

2.6  机器人关节传感器69

2.7  机器人关节控制系统73

2.8  电机传动系统的效率74

2.9  多电机共轴驱动系统75

2.10  并联机构机器人76

思考题与习题78

第3章  机器人关节驱动与控制80

3.1  闭环反馈控制80

3.2  一阶系统83

3.3  二阶系统85

3.4  典型希望特性系统88

3.5  PID控制方法90

3.6  直流电机驱动系统的伺服控制95

3.7  机器人单关节轨迹控制102

3.8  前馈控制103

3.9  考虑关节柔性的控制104

思考题与习题108

第4章  机器人轨迹规划与控制109

4.1  机械臂关节空间与笛卡儿空间的运动变换110

4.2  机械臂通过系列路径点的运动112

4.3  机械臂笛卡儿空间轨迹规划117

4.4  机器人示教及离线编程124

4.5  数控机床轨迹插补控制127

4.6  机器人控制系统设计130

4.7  基于单关节伺服的机器人轨迹控制134

4.8  多电机共轴驱动系统的控制137

4.9  视觉伺服141

思考题与习题146

第5章  机器人非线性动力学控制147

5.1  质量-弹簧-阻尼系统的模型147

5.2  电机系统的动力学模型148

5.3  刚度模型149

5.4  双质量模型151

5.5  基于状态空间的控制模型152

5.6  李雅普诺夫稳定性158

5.7  质量-弹簧-阻尼系统的PD控制161

5.8  基于控制律分解的控制方法163

5.9  跟踪系统的PD控制方法164

5.10  干扰的抑制作用165

5.11  非线性系统的PD控制方法167

5.12  基于控制律分解的机器人PD控制169

5.13  反馈线性化及逆动力学控制172

5.14  自适应控制174

5.15  鲁棒控制178

思考题与习题180

第6章  机器人力控制及力位柔顺控制181

6.1  质量-弹簧-阻尼系统的力控制181

6.2  自然约束与人工约束184

6.3  机器人力位混合控制187

6.4  柔性环境模型189

6.5  柔性环境中的力控制192

6.6  柔性环境中的力位混合控制195

6.7  机器人阻抗/导纳控制202

6.8  实际机器人的力位柔顺控制问题206

6.9  机器学习方法与机器人动力学控制208

思考题与习题210