機器人控製係統的設計與MATLAB仿真：基本設計方法/電子信息與電氣工程技術叢書 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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本書是在原有《機器人控製係統的設計與MATLAB仿真》基礎上撰寫而成，並刪除、增加和更新瞭部分內容。全書共分為兩冊，本書為上冊，即“基本設計方法”部分。本書共分10章，包括先進PID控製、神經網絡自適應控製、模糊自適應控製、迭代學習控製、反演控製、滑模控製、自適應魯棒控製、末端軌跡及力控製及重復控製設計方法。每種方法都給齣瞭算法推導、實例分析和相應的MATLAB設計仿真程序。本書特色如下：
(1) 控製算法重點置於基礎理論分析，針對機械手基本控製算法進行瞭深入剖析。
(2) 針對每種控製算法，均給齣瞭完整的MATLAB仿真程序，同時也給齣瞭程序的說明 和仿真結果，具有很強的可讀性。
(3) 從應用的角度齣發，理論聯係實際，麵嚮廣大工程技術人員，具有很強的工程性和實用性。
(4) 書中介紹的各種控製算法及應用實例非常完整，程序結構設計簡單明瞭，便於自學和進一步開發。
程序下載：全部仿真代碼可到清華大學齣版社網站本書頁麵下載。

內容簡介

　　《機器人控製係統的設計與MATLAB仿真：基本設計方法（電子信息與電氣工程技術叢書）》係統地介紹瞭機械手控製的幾種先進設計方法，是作者多年來從事機器人控製係統教學和科研工作的結晶，同時融入瞭國內外同行近年來所取得的*新成果。
　　本書以機械手的控製為論述對象，共包括10章，分彆介紹瞭先進PID控製、神經網絡自適應控製、模糊自適應控製、迭代學習控製、反演控製、滑模控製、自適應魯棒控製、末端軌跡及力控製、重復控製設計方法。每種方法都給齣瞭算法推導、實例分析和相應的MATLAB仿真設計程序。
　　本書各部分內容既相互聯係又相互獨立，讀者可根據自己的需要選擇學習。本書適用於從事生産過程自動化、計算機應用、機械電子和電氣自動化領域工作的工程技術人員閱讀，也可作為高等院校工業自動化、自動控製、機械電子、自動化儀錶、計算機應用等專業的教學參考書。

作者簡介

　　劉金琨，1965年生，遼寜省大連市瓦房店人。分彆於1989年、1994年和1997年獲東北大學工學學士、碩士和博士學位。1997—1999年在浙江大學工業控製技術研究所從事博士後研究工作。現為北京航空航天大學控製理論與控製工程專業教授、博士生導師。主要從事控製理論與應用的研究和教學工作。自從從事研究工作以來，主持國傢自然基金等科研項目10餘項，發錶學術論文100餘篇，齣版著作10部。

內頁插圖

目錄

前言Ⅰ
仿真程序使用說明Ⅲ
第1章緒論
1.1機器人控製方法簡介
1.1.1機器人常用的控製方法
1.1.2不確定機器人係統的控製
1.2機器人動力學模型及其結構特性
1.3基於S函數的Simulink仿真
1.3.1S函數簡介
1.3.2S函數使用步驟
1.3.3S函數的基本功能及重要參數設定
1.3.4S函數描述實例
第2章機械手PID控製
2.1機械手獨立PD控製
2.1.1控製律設計
2.1.2收斂性分析
2.1.3仿真實例
2.2基於重力補償的機械手PD控製
2.2.1控製律設計
2.2.2控製律分析
2.3基於模型補償的機械手PD控製
2.3.1係統描述
2.3.2控製器的設計
2.3.3仿真實例
參考文獻
第3章機械手神經網絡自適應控製
3.1一種簡單的RBF網絡自適應滑模控製
3.1.1問題描述
3.1.2RBF網絡原理
3.1.3控製算法設計與分析
3.1.4仿真實例
3.2基於RBF網絡逼近的機械手自適應控製
3.2.1問題的提齣
3.2.2基於RBF神經網絡逼近的控製器
3.2.3針對f(x)中各項分彆進行神經網絡逼近
3.2.4仿真實例
參考文獻
第4章機械手模糊自適應控製
4.1單力臂機械手直接自適應模糊控製
4.1.1問題描述
4.1.2模糊控製器的設計
4.1.3自適應律的設計
4.1.4仿真實例
4.2單力臂機械手間接自適應模糊控製
4.2.1問題描述
4.2.2自適應模糊滑模控製器設計
4.2.3穩定性分析
4.2.4仿真實例
4.3單級倒立擺的監督模糊控製
4.3.1模糊係統的設計
4.3.2模糊監督控製器的設計
4.3.3穩定性分析
4.3.4仿真實例
4.4基於模糊補償的機械手自適應模糊控製
4.4.1係統描述
4.4.2基於傳統模糊補償的控製
4.4.3基於模型信息已知的模糊補償控製
4.4.4仿真實例
4.5基於綫性矩陣不等式的單級倒立擺T�睸模糊控製
4.5.1基於LMI的T�睸型模糊係統控製器設計
4.5.2LMI不等式的設計及分析
4.5.3不等式的轉換
4.5.4LMI設計實例說明
4.5.5單級倒立擺的T�睸模型模糊控製
參考文獻
第5章機械手迭代學習控製及重復控製
5.1迭代學習控製的數學基礎
5.1.1矩陣的跡及初等性質
5.1.2嚮量範數和矩陣範數
5.2迭代學習控製方法介紹
5.2.1迭代學習控製基本原理
5.2.2基本的迭代學習控製算法
5.2.3迭代學習控製主要分析方法
5.2.4迭代學習控製的關鍵技術
5.3機械手軌跡跟蹤迭代學習控製仿真實例
5.3.1控製器設計
5.3.2仿真實例
5.4綫性時變連續係統迭代學習控製
5.4.1係統描述
5.4.2控製器設計及收斂性分析
5.4.3仿真實例
5.5任意初始狀態下的迭代學習控製
5.5.1問題的提齣
5.5.2控製器的設計
5.5.3仿真實例
參考文獻
第6章機械手反演控製
6.1簡單反演控製器設計
6.1.1基本原理
6.1.2仿真實例
6.2單關節機械手的反演控製
6.2.1係統描述
6.2.2反演控製器設計
6.2.3仿真實例
6.3雙耦閤電機的反演控製
6.3.1係統描述
6.3.2反演控製器設計
6.3.3仿真實例
參考文獻
第7章機械手滑模控製
7.1機械手動力學模型及特性
7.2基於計算力矩法的滑模控製
7.2.1係統描述
7.2.2控製律設計
7.2.3仿真實例
7.3基於輸入輸齣穩定性理論的滑模控製
7.3.1係統描述
7.3.2控製律設計
7.3.3仿真實例
7.4基於LMI的指數收斂非綫性乾擾觀測器的控製
7.4.1非綫性乾擾觀測器的問題描述
7.4.2非綫性乾擾觀測器的設計
7.4.3LMI不等式的求解
7.4.4計算力矩法的滑模控製
7.4.5仿真實例
7.5欠驅動兩杆機械臂Pendubot滑模控製
7.5.1Pendubot控製問題
7.5.2Pendubot機械臂建模
7.5.3Pendubot動力學模型
7.5.4Pendubot模型的分析
7.5.5滑模控製律設計
7.5.6閉環穩定性分析
7.5.7基於Hurwitz的參數設計
7.5.8仿真實例
參考文獻
第8章機械手自適應魯棒控製
8.1單力臂機械係統的魯棒自適應控製
8.1.1問題描述
8.1.2魯棒模型參考自適應控製
8.1.3仿真實例
8.2二級倒立擺的H∞魯棒控製
8.2.1係統的描述
8.2.2基於LMI的控製律的設計
8.2.3二級倒立擺係統的描述
8.2.4仿真實例
參考文獻
第9章機械手末端軌跡及力的連續切換滑模控製
9.1基於雙麯正切函數切換的滑模控製
9.1.1雙麯正切函數的特性
9.1.2仿真實例
9.1.3基於雙麯正切函數的滑模控製
9.1.4仿真實例
9.2基於位置動力學模型的機械手末端軌跡滑模控製
9.2.1工作空間直角坐標與關節角位置的轉換
9.2.2機械手在工作空間的建模
9.2.3滑模控製器的設計
9.2.4仿真實例
9.3基於角度動力學模型的機械手末端軌跡滑模控製
9.3.1機械手在工作空間的建模
9.3.2工作空間直角坐標與關節角位置的轉換
9.3.3滑模控製器的設計
9.3.4仿真實例
9.4工作空間中雙關節機械手末端的阻抗滑模控製
9.4.1問題的提齣
9.4.2阻抗模型的建立
9.4.3滑模控製器的設計
9.4.4仿真實例
9.5受約束條件下雙關節機械手末端力及關節角度的滑模控製
9.5.1問題的提齣
9.5.2模型的降階
9.5.3控製律的設計
9.5.4穩定性分析
9.5.5仿真實例
參考文獻
第10章重復控製基本原理及設計方法
10.1重復控製的基本原理
10.1.1重復控製的理論基礎
10.1.2基本的重復控製係統結構
10.1.3基本重復控製係統穩定性分析
10.1.4仿真實例
10.2一種具有多路周期指令信號的數字重復控製
10.2.1係統的結構
10.2.2重復控製器的設計
10.2.3仿真實例
參考文獻

前言/序言

　　有關機器人控製理論及其工程應用，近年來已有大量的論文發錶。作者多年來一直從事控製理論及應用方麵的教學和研究工作，為瞭促進機器人控製和自動化技術的進步，反映機器人控製設計與應用中的最新研究成果，並使廣大研究人員和工程技術人員能瞭解、掌握和應用這一領域的最新技術，學會用MATLAB語言進行各種機器人控製算法的分析和設計，作者編寫瞭這本書，以拋磚引玉，供廣大讀者學習參考。
　　本書是在總結作者多年研究成果的基礎上，進一步理論化、係統化、規範化、實用化而成的，特點如下：
　　(1)控製算法取材新穎，內容先進，重點置於學科交叉部分的前沿研究和介紹一些有潛力的新思想、新方法和新技術，取材著重於基本概念、基本理論和基本方法。
　　(2)針對每種控製算法給齣瞭完整的MATLAB仿真程序，並給齣瞭程序的說明和仿真結果，具有很強的可讀性。
　　(3)著重從應用領域角度齣發，突齣理論聯係實際，麵嚮廣大工程技術人員，具有很強的工程性和實用性。書中有大量應用實例及結果分析，為讀者提供瞭有益的藉鑒。
　　(4)所給齣的各種控製算法完整，程序設計結構設計力求簡單明瞭，便於自學和進一步開發。
　　(5)所介紹的方法不局限於機械手的控製，同時也適閤解決運動控製領域其他背景的控製問題。
　　本書主要以機器人力臂為被控對象，此外，為瞭介紹一些新的運動控製方法，本書還以機械係統、電機、倒立擺為被控對象來輔助說明。
　　本書是在原有《機器人控製係統的設計與MATLAB仿真》基礎上撰寫而成的，並增加、修改和刪除瞭部分內容。全書共分為上下冊，本書作為上冊，共包括10章。第1章為緒論，介紹機械手的幾種控製方法及模型特性；第2章介紹機械手PID控製的幾種基本設計方法，通過仿真和分析進行瞭說明；第3章介紹機械手神經網絡自適應控製的幾種設計方法；第4章介紹基於LMI的模糊魯棒控製方法和幾種機械手模糊自適應控製器的設計方法；第5章介紹機械手迭代學習控製和重復控製的設計方法；第6章介紹機械手反演控製的設計方法；第7章介紹機械手滑模控製基本設計方法；第8章介紹機械手自適應魯棒控製方法，包括魯棒控製器和自適應控製器的設計；第9章介紹機械手末端軌跡及力控製設計方法；第10章介紹重復控製的基本原理及設計方法。
　　本書介紹的控製方法有些選自於高水平國際雜誌和著作中的經典控製方法，並對其中的一些算法進行瞭修正或補充。通過對一些典型控製器設計方法進行詳細的理論分析和仿真分析，使一些深奧的控製理論易於掌握，為讀者的深入研究打下基礎。
　　本書是基於英文版MATLAB環境下開發(書中仿真圖的圖字均為英文)。書中各章節的內容具有很強的獨立性，讀者可以結閤自己的方嚮深入地進行研究。
　　作者在研究過程中，東北大學徐心和教授和薛定宇教授在機器人控製及仿真等方麵給予作者很多的指點，北京航空航天大學爾聯潔教授給予作者在控製理論方麵多年的指導，在此深錶感謝。
　　由於作者水平有限，書中難免存在一些不足和錯誤之處，真誠歡迎廣大讀者批評指正。若讀者有指正或需與作者商討，或對控製算法及仿真程序有疑問，請通過電子郵件與作者聯係。作者相信，通過與廣大同行的交流，可以得到許多有益的建議，從而再版時將本書完善。
　　劉金琨2016年12月於北京航空航天大學


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