机器人建模和控制（原书第2版）
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作者[美]马克·W. 斯庞(Mark W. Spong),[美]赛斯·哈钦森(Seth Hutchinson),[美]M. 维德雅萨加(M. Vidyasagar)
出版社机械工业
ISBN9787111727736
出版时间2023-07
装帧其他
开本其他
定价119元
货号31797488
上书时间2024-06-30
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目录
目 录<br /><br />Robot Modeling and Control,Second Edition<br /><br /><br /><br /><br /><br /><br />译者序<br /><br />前言<br />第1章 导论1<br /> 1.1 机器人的数学模型3<br /><br /> 1.1.1 机器人的符号表示3<br /><br /> 1.1.2 位形空间4<br /><br /> 1.1.3 状态空间4<br /><br /> 1.1.4 工作空间4<br /><br /> 1.2 作为机械装置的机器人4<br /><br /> 1.2.1 机器人机械臂的分类5<br /><br /> 1.2.2 机器人系统6<br /><br /> 1.2.3 精度和重复精度6<br /><br /> 1.2.4 手腕和末端执行器7<br /><br /> 1.3 常见的运动学配置8<br /><br /> 1.3.1 关节型机械臂8<br /><br /> 1.3.2 球坐标型机械臂9<br /><br /> 1.3.3 SCARA型机械臂9<br /><br /> 1.3.4 圆柱型机械臂10<br /><br /> 1.3.5 笛卡儿型机械臂10<br /><br /> 1.3.6 并联机械臂11<br /><br /> 1.4 本书概要11<br /><br /> 1.4.1 机械臂11<br /><br /> 1.4.2 欠驱动和移动机器人16<br /><br /> 习题16<br /><br /> 附注与参考17<br /><br />第一部分 机器人的几何基础<br />第2章 刚体运动20<br /> 2.1 位置的表示20<br /><br /> 2.2 旋转的表示21<br /><br /> 2.2.1 平面内的旋转21<br /><br /> 2.2.2 三维空间内的旋转23<br /><br /> 2.3 旋转变换24<br /><br /> 2.4 旋转的叠加27<br /><br /> 2.4.1 相对于当前坐标系的<br />旋转27<br /><br /> 2.4.2 相对于固定坐标系的<br />旋转28<br /><br /> 2.4.3 旋转变换的叠加规则29<br /><br /> 2.5 旋转的参数化30<br /><br /> 2.5.1 欧拉角30<br /><br /> 2.5.2 滚动角、俯仰角和<br />偏航角32<br /><br /> 2.5.3 转轴/角度表示32<br /><br /> 2.5.4 指数坐标34<br /><br /> 2.6 刚体运动的概念35<br /><br /> 2.6.1 齐次变换36<br /><br /> 2.6.2 一般刚体运动的指数<br />坐标37<br /><br /> 2.7 本章总结38<br /><br /> 习题39<br /><br /> 附注与参考42<br />第3章 正运动学43<br /> 3.1 运动链43<br /><br /> 3.2 Denavit-Hartenberg约定45<br /><br /> 3.2.1 存在及唯一性问题46<br /><br /> 3.2.2 坐标系的配置47<br /><br /> 3.3 正运动学实例50<br /><br /> 3.3.1 平面肘型机械臂50<br /><br /> 3.3.2 三连杆圆柱型机器人51<br /><br /> 3.3.3 球型手腕51<br /><br /> 3.3.4 带有球型手腕的圆柱型<br />机械臂52<br /><br /> 3.3.5 斯坦福机械臂53<br /><br /> 3.3.6 SCARA型机械臂54<br /><br /> 3.4 本章总结56<br /><br /> 习题56<br /><br /> 附注与参考57<br />第4章 速度运动学58<br /> 4.1 角速度：固定转轴情况58<br /><br /> 4.2 反对称矩阵59<br /><br /> 4.2.1 反对称矩阵的性质60<br /><br /> 4.2.2 旋转矩阵的导数60<br /><br /> 4.3 角速度：一般情况61<br /><br /> 4.4 角速度的叠加62<br /><br /> 4.5 移动坐标系中某点的线速度63<br /><br /> 4.6 雅可比矩阵的推导64<br /><br /> 4.6.1 角速度64<br /><br /> 4.6.2 线速度65<br /><br /> 4.6.3 线速度和角速度雅可比<br />矩阵的叠加66<br /><br /> 4.7 工具速度69<br /><br /> 4.8 分析雅可比70<br /><br /> 4.9 奇点71<br /><br /> 4.9.1 奇点的解耦72<br /><br /> 4.9.2 手腕奇点73<br /><br /> 4.9.3 手臂奇点73<br /><br /> 4.10 静态力/力矩的关系75<br /><br /> 4.11 逆向速度和加速度76<br /><br /> 4.12 可操作性77<br /><br /> 4.13 本章总结79<br /><br /> 习题80<br /><br /> 附注与参考81<br />第5章 逆运动学82<br /> 5.1 一般的逆运动学问题82<br /><br /> 5.2 运动解耦83<br /><br /> 5.3 逆位置求解：一种几何<br />方法84<br /><br /> 5.3.1 球坐标型位形85<br /><br /> 5.3.2 关节型位形86<br /><br /> 5.4 逆姿态88<br /><br /> 5.5 逆运动学的数值方法91<br /><br /> 5.5.1 逆雅可比法91<br /><br /> 5.5.2 雅可比转置法92<br /><br /> 5.6 本章总结93<br /><br /> 习题93<br /><br /> 附注与参考94<br /><br />第二部分 运动学和运动规划<br />第6章 动力学96<br /> 6.1 欧拉拉格朗日方程96<br /><br /> 6.1.1 动机96<br /><br /> 6.1.2 完整约束和虚功98<br /><br /> 6.1.3 达朗贝尔原理101<br /><br /> 6.2 动能和势能102<br /><br /> 6.2.1 惯性张量103<br /><br /> 6.2.2 n连杆机器人的动能104<br /><br /> 6.2.3 n连杆机器人的势能104<br /><br /> 6.3 运动方程105<br /><br /> 6.4 一些常见位形106<br /><br /> 6.4.1 双连杆直角坐标机械臂106<br /><br /> 6.4.2 平面肘型机械臂107<br /><br /> 6.4.3 带有远程驱动连杆的平面<br />肘型机械臂109<br /><br /> 6.4.4 五杆机构110<br /><br /> 6.5 机器人动力学方程的性质112<br /><br /> 6.5.1 反对称性和无源性112<br /><br /> 6.5.2 惯性矩阵的有界性113<br /><br /> 6.5.3 参数的线性化114<br /><br /> 6.6 牛顿欧拉公式115<br /><br /> 6.7 本章总结121<br /><br /> 习题123<br /><br /> 附注与参考124<br />第7章 路径和轨迹规划125<br /> 7.1 位形空间125<br /><br /> 7.1.1 位形空间的表示126<br /><br /> 7.1.2 位形空间障碍物126<br /><br /> 7.1.3 位形空间中的路径128<br /><br /> 7.2 Q=R2空间中的路径规划128<br /><br /> 7.2.1 可见性图129<br /><br /> 7.2.2 广义Voronoi图130<br /><br /> 7.2.3 梯形分解131<br /><br /> 7.3 人工势场132<br /><br /> 7.3.1 Q=Rn的人工势场133<br /><br /> 7.3.2 Q≠Rn的势场136<br /><br /> 7.4 基于采样的方法141<br /><br /> 7.4.1 概率路线图141<br /><br /> 7.4.2 快速探索随机树143<br /><br /> 7.5 轨迹规划144<br /><br /> 7.5.1 点到点运动的轨迹145<br /><br /> 7.5.2 通过中间点确定路径<br />的轨迹150<br /><br /> 7.6 本章总结152<br /><br /> 习题153<br /><br /> 附注与参考154<br /><br />第三部分 机械臂的控制<br />第8章 独立关节控制156<br /> 8.1 引言156<br /><br /> 8.2 驱动器的动力学157<br /><br /> 8.3 负载动力学158<br /><br /> 8.4 独立关节模型160<br /><br /> 8.5 PID控制161<br /><br /> 8.6 前馈控制166<br /><br /> 8.6.1 轨迹跟踪166<br /><br /> 8.6.2 计算力矩的方法168<br /><br /> 8.7 传动系统的动力学168<br /><br /> 8.8 状态空间设计171<br /><br /> 8.8.1 状态反馈控制172<br /><br /> 8.8.2 观测器173<br /><br /> 8.9 本章总结175<br /><br /> 习题177<br /><br /> 附注与参考178<br />第9章 非线性和多变量控制179<br /> 9.1 引言 179<br /><br /> 9.2 重温比例微分控制180<br /><br /> 9.3 逆动力学182<br /><br /> 9.3.1 关节空间内的逆动力学182<br /><br /> 9.3.2 任务空间内的逆动力学184<br /><br /> 9.3.3 鲁棒逆动力学185<br /><br /> 9.3.4 自适应逆动力学188<br /><br /> 9.4 基于无源性的控制190<br /><br /> 9.4.1 基于无源性的鲁棒控制191<br /><br /> 9.4.2 基于无源性的自适应<br />控制191<br /><br /> 9.5 力矩优化192<br /><br /> 9.6 本章总结195<br /><br /> 习题197<br /><br /> 附注与参考198<br />第10章 力控制199<br /> 10.1 坐标系和约束200<br /><br /> 10.1.1 对偶基200<br /><br /> 10.1.2 自然约束和人工约束201<br /><br /> 10.2 网络模型和阻抗202<br /><br /> 10.2.1 阻抗操作符203<br /><br /> 10.2.2 阻抗操作符的分类203<br /><br /> 10.2.3 戴维南和诺顿等效204<br /><br /> 10.3 任务空间内的动力学和<br />控制204<br /><br /> 10.3.1 阻抗控制205<br /><br /> 10.3.2 混合阻抗控制205<br /><br /> 10.4 本章总结207<br /><br /> 习题208<br /><br /> 附注与参考209<br />第11章 基于视觉的控制210<br /> 11.1 设计要点210<br /><br /> 11.1.1 相机位形210<br /><br /> 11.1.2 基于图像的方法和基于<br />位置的方法211<br /><br /> 11.2 基于视觉控制的计算机<br />视觉212<br /><br /> 11.2.1 成像几何212<br /><br /> 11.2.2 图像特征214<br /><br /> 11.3 相机运动和交互作用矩阵216<br /><br /> 11.4 点特征的交互作用矩阵217<br /><br /> 11.4.1 相对于移动坐标系的<br />速度218<br /><br /> 11.4.2 构建交互作用矩阵219<br /><br /> 11.4.3 点间交互作用矩阵的<br />性质221<br /><br /> 11.4.4 多点的交互作用矩阵221<br /><br /> 11.5 基于图像的控制律222<br /><br /> 11.5.1 计算相机运动223<br /><br /> 11.5.2 比例控制方案224<br /><br /> 11.5.3 基于图像的控制系统<br />性能225<br /><br /> 11.6 末端执行器和相机的运动226<br /><br /> 11.7 划分方法227<br /><br /> 11.8 运动感知229<br /><br /> 11.9 本章总结231<br /><br /> 习题232<br
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