發表於2024-11-27
書[0名0]: | 機器人建模和控製|4972222 |
圖書定價: | 79元 |
圖書作者: | (美)馬剋W.斯龐(Mark W. Spong);賽斯·哈欽森(Seth Hutchinson);M. 維德雅薩加(M. Vidyasagar) |
齣版社: | 機械工業齣版社 |
齣版日期: | 2016/7/1 0:00:00 |
ISBN號: | 9787111542759 |
開本: | 16開 |
頁數: | 0 |
版次: | 1-1 |
作者簡介 |
馬剋W.斯龐,美[0國0]伊利諾伊[0大0][0學0]香檳分校(UIUC)的Donald Biggar Willett工程[0學0]教授(原書齣版時,2006年)。Spong博士於2005年擔任IEEE控製係統協[0會0](IEEE Control Systems Society)主席,他曾擔任《IEEE控製係統技術匯刊》(IEEE Trans@ctions on Control Systems Tech[0no0]logy)的主編。Spong博士現為得剋薩斯[0大0][0學0]達拉斯分校工程和計算機科[0學0][0學0]院院長。 賽斯·哈欽森,現為美[0國0]伊利諾伊[0大0][0學0]香檳分校(UIUC)教授。他是《IEEE機器人[0學0]與自動化匯刊》(IEEE Transactions on Robotics and Automation)的**編輯,在機器人和計算機視覺方麵發錶瞭多篇論文。Hutchinson博士曾擔任《IEEE機器人[0學0]匯刊》(IEEE Transactions on Robotics)的主編,該期刊是由IEEE機器人[0學0]和自動化協[0會0](IEEE Robotics and Automation Society,RAS)主辦的機器人[0領0]域的**期刊之一。 M.維德雅薩加,現為印度*[0大0]的IT公司——塔塔谘詢服務公司(Tata Consultancy Services,TCS)主管高新技術的執行副主席。Vidyasagar博士曾擔任印度[0國0]防部下屬的人工智能和機器人研究中心(Centre for Artificial Intelligence and Robotics,CAIR)主任,於2000年獲得IEEE控製[0領0]域*高奬——Bode Lecture Prize。 |
內容簡介 |
本書基於Spong和Vidyasagar兩位教授所著的十分成功的經典教材《Robot Dynamics and Control》(Wiley,1989),對現代機器人的操作和控製進行瞭全麵和精闢的論述,所介紹的初級和高級內容不僅易讀,而且在數[0學0]推導上十分嚴謹。 本書適閤機器人技術方麵的多[0學0]季或單[0學0]期課程使用。前6章適閤麵嚮具有初步綫性控製係統背景[0學0]生的初級/高級機器人技術介紹性課程使用,後6章適閤機器人技術及控製方嚮的研究生閱讀。 |
目錄 |
譯者序 前言 [0第0]1章導論1 1.1機器人的數[0學0]模型2 1.1.1機器人的符號錶示2 1.1.2位形空間3 1.1.3狀態空間3 1.1.4工作空間3 1.2機器人作為一種機械裝置4 1.2.1機器人機械臂的分類4 1.2.2機器人係統5 1.2.3精度和重復精度5 1.2.4手腕和末端執行器6 1.3常見的運動[0學0]配置7 1.3.1關節型機械臂(RRR)7 1.3.2球坐標機械臂(RRP)7 1.3.3SCARA型機械臂(RRP)8 1.3.4圓柱型機械臂(RPP)8 1.3.5笛卡兒型機械臂(PPP)9 1.3.6並聯機械臂9 1.4本書概要10 習題14 附注與參考15 [0第0]2章剛性運動和齊次變換18 2.1位置的錶示方[0法0]18 2.2鏇轉的錶示方[0法0]19 2.2.1平麵內的鏇轉19 2.2.2三維空間內的鏇轉21 2.3鏇轉變換22 2.3.1相似變換24 2.4鏇轉的疊加25 2.4.1相對於[0當0]前坐標係的鏇轉25 2.4.2相對於固定坐標係的鏇轉26 2.4.3鏇轉變換的疊加定律26 2.5鏇轉的參數化27 2.5.1歐拉角27 2.5.2滾動角、俯仰角和偏航角29 2.5.3轉軸/角度錶示29 2.6剛性運動31 2.7齊次變換32 2.8本章總結33 習題34 附注與參考37 [0第0]3章正運動[0學0]和逆運動[0學0]38 3.1運動鏈38 3.2Denavit�睭artenberg約定39 3.2.1存在和性問題40 3.2.2坐標係的配置42 3.2.3實例43 3.3逆運動[0學0]49 3.3.1一般的逆運動[0學0]問題49 3.3.2運動解耦50 3.3.3逆嚮位置:一種幾何方[0法0]51 3.3.4關節型位形52 3.3.5球坐標型位形54 3.3.6逆嚮姿態55 3.4本章總結57 習題58 附注與參考60 [0第0]4章速度運動[0學0]——雅可比矩陣61 4.1角速度:固定轉軸情形61 4.2反對稱矩陣62 4.2.1反對稱矩陣的性質63 4.2.2鏇轉矩陣的導數63 4.3角速度:一般情況64 4.4角速度求和65 4.5移動坐標係上點的綫速度66 4.6雅可比矩陣的推導67 4.6.1角速度67 4.6.2綫速度68 4.6.3綫速度和角速度雅可比矩陣的疊加69 4.7工具速度71 4.8分析雅可比矩陣72 4.9奇點73 4.9.1奇點解耦74 4.9.2手腕奇點75 4.9.3手臂奇點75 4.10靜態力/力矩關係77 4.11逆速度和加速度78 4.12可操作性79 4.13本章總結81 習題82 附注與參考84 [0第0]5章路徑和軌跡規劃85 5.1位形空間85 5.2基於勢場的路徑規劃88 5.2.1引力場88 5.2.2斥力場90 5.2.3將工作空間力映射到關節力矩91 5.2.4梯度下降規劃93 5.3逃離局部小值94 5.4概率路綫圖方[0法0]95 5.4.1位形空間內的采樣96 5.4.2連接位形對96 5.4.3增強97 5.4.4路徑光滑化97 5.5軌跡規劃97 5.5.1點到點運動的軌跡98 5.5.2通過中間點確定的軌跡103 5.6本章總結105 習題106 附注與參考106 [0第0]6章[0獨0]立關節控製108 6.1驅動器的動力[0學0]109 6.2[0獨0]立關節模型110 6.3設定點跟蹤111 6.3.1比例微分補償控製器111 6.3.2比例積分微分補償控製器113 6.3.3飽和與柔性的影響114 6.4前饋控製115 6.5傳動係統的動力[0學0]116 6.6狀態空間設計119 6.6.1狀態反饋控製120 6.6.2觀測器121 6.7本章總結123 習題124 附注與參考126 [0第0]7章動力[0學0]127 7.1歐拉拉格朗日方程127 7.1.1動機127 7.1.2完整約束和虛功129 7.1.3達朗貝爾原理131 7.2動能和勢能133 7.2.1慣性張量133 7.2.2n�擦�杆機器人的動能134 7.2.3n�擦�杆機器人的勢能135 7.3運動方程135 7.4一些常見位形136 7.5機器人動力[0學0]方程的性質142 7.5.1反對稱性和無源性143 7.5.2慣性矩陣的界限144 7.5.3參數的綫性化144 7.6牛頓歐拉方[0法0]145 7.6.1重溫平麵肘型機械臂149 7.7本章總結151 習題153 附注與參考154 [0第0]8章多變量控製155 8.1重溫PD控製155 8.1.1關節柔性的影響157 8.2逆動力[0學0]158 8.2.1關節空間內的逆動力[0學0]158 8.2.2任務空間內的逆動力[0學0]160 8.3魯棒和自適應運動控製161 8.3.1魯棒逆運動[0學0]161 8.3.2自適應逆運動[0學0]164 8.4基於無源性的運動控製165 8.4.1基於無源性的魯棒控製166 8.4.2基於無源性的自適應控製167 8.5本章總結168 習題171 附注與參考171 [0第0]9章力控製173 9.1坐標係和約束173 9.1.1對偶基174 9.1.2自然約束和人工約束175 9.2網絡模型和阻抗176 9.2.1阻抗操作符177 9.2.2阻抗操作符的分類177 9.2.3戴維南和諾頓等效177 9.3任務空間內的動力[0學0]和控製178 9.3.1任務空間內的動力[0學0]178 9.3.2阻抗控製178 9.3.3混閤阻抗控製179 9.4本章總結181 習題182 附注與參考182 [0第0]10章幾何非綫性控製183 10.1背景介紹183 10.1.1流形、嚮量場和分布183 10.1.2弗羅貝尼烏斯定理186 10.2反饋綫性化187 10.3單輸入係統188 10.4n�擦�杆機器人的反饋綫性化193 10.5非完整係統195 10.5.1對閤和完整性196 10.5.2無磧控製係統196 10.5.3非完整係統實例197 10.6周氏定理199 10.7無磧係統的控製200 10.8本章總結201 習題202 附注與參考203 [0第0]11章計算機視覺204 11.1成像幾何204 11.1.1相機坐標係204 11.1.2透視投影205 11.1.3成像平麵和傳感器陣列205 11.2相機標定206 11.2.1相機的外部參數206 11.2.2相機的內部參數206 11.2.3確定相機參數207 11.3閾值分割208 11.3.1簡略的統計迴顧209 11.3.2自動選擇閾值210 11.4連通區域213 11.5位置和方嚮214 11.5.1圖像矩215 11.5.2物體的質心和中心矩215 11.5.3物體的方嚮215 11.6本章總結217 習題217 附注與參考219 [0第0]12章基於視覺的控製220 12.1設計要點220 12.1.1相機位形220 12.1.2基於圖像的方[0法0]與基於位置的方[0法0]221 12.2相機運動和交互作用矩陣221 12.3點特徵的交互作用矩陣222 12.3.1固定點相對於移動相機的速度223 12.3.2構建交互作用矩陣224 12.3.3點間交互作用矩陣的性質225 12.3.4多點的交互作用矩陣226 12.4基於圖像的控製律226 12.4.1計算相機運動227 12.4.2比例控製方案227 12.4.3基於圖像的視覺伺服係統的錶現228 12.5末端執行器和相機的運動230 12.6劃分方[0法0]231 12.7運動感[0知0]233 12.8本章總結234 習題235 附注與參考236 附錄A三角函數237 附錄B綫性代數238 附錄C動態係統243 附錄D李雅普諾夫穩定性245 參考文獻250 索引259 |
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