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工業(yè)機器人系統(tǒng)及其先進(jìn)控制方法 版權(quán)信息
- ISBN：9787030610423
- 條形碼：9787030610423 ; 978-7-03-061042-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
工業(yè)機器人系統(tǒng)及其先進(jìn)控制方法 本書特色
本書主要包括工業(yè)機器人驅(qū)動技術(shù)、工業(yè)機器人中的傳感器、工業(yè)機器人運動控制、工業(yè)機器人分布式協(xié)同控制、柔性關(guān)節(jié)工業(yè)機器人及控制、工業(yè)機器人現(xiàn)場通信設(shè)計、工業(yè)機器人設(shè)計與運用案例等內(nèi)容。適合相關(guān)專業(yè)的研究生及學(xué)者參考
工業(yè)機器人系統(tǒng)及其先進(jìn)控制方法 內(nèi)容簡介
本書主要包括工業(yè)機器人驅(qū)動技術(shù)、工業(yè)機器人中的傳感器、工業(yè)機器人運動控制、工業(yè)機器人分布式協(xié)同控制、柔性關(guān)節(jié)工業(yè)機器人及控制、工業(yè)機器人現(xiàn)場通信設(shè)計、工業(yè)機器人設(shè)計與運用案例等內(nèi)容。
工業(yè)機器人系統(tǒng)及其先進(jìn)控制方法 目錄
目錄
第1章 工業(yè)機器人概述 1
1.1 工業(yè)機器人定義 2
1.2 工業(yè)機器人發(fā)展歷程 2
1.3 國內(nèi)外工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 3
1.3.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.3.2 工業(yè)機器人的應(yīng)用現(xiàn)狀 6
1.3.3 工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展趨勢 7
1.4 工業(yè)機器人基本類型及關(guān)鍵技術(shù) 8
1.4.1 工業(yè)機器人基本類型 8
1.4.2 工業(yè)機器人關(guān)鍵技術(shù) 9
1.5 典型的工業(yè)機器人 10
1.5.1 移動機器人 10
1.5.2 點焊機器人 11
1.5.3 弧焊機器人 12
1.5.4 激光加工機器人 12
1.5.5 真空機器人 13
1.5.6 潔凈工業(yè)機器人 14
思考題與練習(xí)題 15
參考文獻(xiàn) 15
第2章 工業(yè)機器人驅(qū)動技術(shù) 16
2.1 步進(jìn)電動機驅(qū)動 16
2.1.1 步進(jìn)電動機驅(qū)動控制 16
2.1.2 步進(jìn)電動機驅(qū)動應(yīng)用 18
2.2 直流伺服電動機驅(qū)動 19
2.2.1 直流伺服電動機驅(qū)動技術(shù) 19
2.2.2 直流伺服電動機驅(qū)動應(yīng)用 19
2.3 交流伺服電動機驅(qū)動 20
2.3.1 交流伺服電動機 20
2.3.2 交流伺服驅(qū)動系統(tǒng) 21
2.3.3 交流伺服電動機應(yīng)用 22
2.4 氣動驅(qū)動 23
2.4.1 氣動驅(qū)動系統(tǒng) 23
2.4.2 比例/伺服控制閥選擇 24
2.4.3 氣動驅(qū)動應(yīng)用 25
2.5 液壓驅(qū)動 26
2.5.1 液壓驅(qū)動系統(tǒng) 26
2.5.2 液壓驅(qū)動系統(tǒng)分類以及應(yīng)用 27
思考題與練習(xí)題 28
參考文獻(xiàn) 29
第3章 工業(yè)機器人中的傳感器 30
3.1 傳感器技術(shù)基礎(chǔ)知識 30
3.1.1 傳感器的基本概念 30
3.1.2 傳感器的性能指標(biāo)、命名和代號 30
3.1.3 傳感器的基本特性 31
3.1.4 傳感器基本測量電路 32
3.2 典型傳感器 34
3.2.1 電阻應(yīng)變式傳感器 34
3.2.2 電感式傳感器 34
3.2.3 電容式傳感器 35
3.2.4 壓電式傳感器 36
3.2.5 磁電式傳感器 37
3.2.6 熱電式傳感器 38
3.2.7 光電式傳感器 39
3.2.8 磁敏傳感器 40
3.2.9 射線及微波檢測傳感器 41
3.2.10 光導(dǎo)纖維傳感器 42
3.2.11 MEMS傳感器 44
3.2.12 陀螺傳感器 44
3.2.13 超聲波傳感器 45
3.2.14 碼盤式傳感器 46
3.3 圖像傳感器原理與應(yīng)用 46
3.3.1 圖像傳感器 46
3.3.2 CCD成像 47
3.3.3 成像原理 50
3.3.4 成像亮度 51
3.3.5 相機標(biāo)定 52
3.4 激光測距儀傳感器 59
思考題與練習(xí)題 61
參考文獻(xiàn) 62
第4章 工業(yè)機器人運動控制 63
4.1 機器人結(jié)構(gòu) 63
4.1.1 工業(yè)機器人基本形式 63
4.1.2 工業(yè)機器人主要技術(shù)參數(shù) 66
4.2 機器人動力學(xué)特性 68
4.2.1 牛頓-歐拉方程 68
4.2.2 拉格朗日方程 71
4.2.3 空間動力學(xué)方程 74
4.3 機器人運動控制 75
4.3.1 PI/PID控制 75
4.3.2 魯棒自適應(yīng)容錯控制 80
4.3.3 具有輸入非線性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 86
思考題與練習(xí)題 89
參考文獻(xiàn) 90
第5章 工業(yè)機器人協(xié)同控制 92
5.1 多機器人協(xié)同基本概念 92
5.1.1 多機器人協(xié)同的應(yīng)用 92
5.1.2 多機器人協(xié)同控制結(jié)構(gòu) 93
5.1.3 多機器人協(xié)同的問題描述 95
5.2 預(yù)備知識 95
5.2.1 圖論基本概念 96
5.2.2 圖論矩陣分析 97
5.2.3 矩陣?yán)碚?98
5.2.4 有限時間穩(wěn)定性理論 98
5.3 多機器人系統(tǒng)基本協(xié)同控制問題 99
5.3.1 多機器人系統(tǒng)協(xié)同一致性控制 100
5.3.2 多機器人系統(tǒng)協(xié)同編隊控制 101
5.4 多機器人系統(tǒng)有限時間一致性控制 102
5.4.1 問題描述 102
5.4.2 相關(guān)定義和引理 103
5.4.3 主要結(jié)果 106
5.4.4 仿真實驗與結(jié)果分析 112
5.5 多機器人系統(tǒng)有限時間編隊-合圍控制 115
5.5.1 問題描述 115
5.5.2 主要結(jié)果 116
5.5.3 仿真實驗與結(jié)果分析 123
思考題與練習(xí)題 126
參考文獻(xiàn) 126
第6章 柔性關(guān)節(jié)工業(yè)機器人及控制 128
6.1 柔性驅(qū)動關(guān)節(jié)的類型 128
6.1.1 諧波齒輪傳動 128
6.1.2 擺線針輪行星傳動機構(gòu) 130
6.1.3 少齒差行星齒輪傳動機構(gòu) 132
6.2 柔性關(guān)節(jié)建模 132
6.2.1 非線性數(shù)學(xué)模型 134
6.2.2 LuGre摩擦模型 134
6.2.3 遲滯間隙 135
6.3 柔性關(guān)節(jié)機器人控制技術(shù) 136
6.3.1 基于自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多級滑模控制 136
6.3.2 基于RBF網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)面控制 141
6.3.3 基于柔性濾波的自適應(yīng)單參數(shù)權(quán)值RBF網(wǎng)絡(luò)反演法控制 147
6.3.4 基于柔性濾波的干擾觀測器RBF網(wǎng)絡(luò)動態(tài)面控制 154
思考題與練習(xí)題 163
參考文獻(xiàn) 163
第7章 工業(yè)機器人現(xiàn)場通信設(shè)計 165
7.1 工業(yè)機器人通信需求與現(xiàn)場總線 165
7.1.1 集散式控制系統(tǒng) 165
7.1.2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 166
7.1.3 現(xiàn)場總線含義和標(biāo)準(zhǔn) 166
7.1.4 典型的現(xiàn)場總線 168
7.1.5 基于Ethernet和TCP/IP的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議 172
7.1.6 基于工業(yè)以太網(wǎng)的通信設(shè)計 176
7.2 工業(yè)機器人現(xiàn)場通信系統(tǒng) 180
7.2.1 組件對象模型技術(shù) 180
7.2.2 從COM技術(shù)到OPC 181
7.2.3 基于OPC的異構(gòu)現(xiàn)場通信實現(xiàn) 182
7.3 工業(yè)機器人現(xiàn)場通信系統(tǒng)設(shè)計 185
7.3.1 某工業(yè)機器人通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 185
7.3.2 某工業(yè)機器人通信網(wǎng)絡(luò)組成 186
7.3.3 工業(yè)機器人通信系統(tǒng)配置 190
7.3.4 工業(yè)機器人通信客戶端開發(fā) 196
思考題與練習(xí)題 199
參考文獻(xiàn) 199
第8章 工業(yè)機器人設(shè)計與運用案例 201
8.1 項目介紹 201
8.1.1 項目目的 201
8.1.2 關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新 201
8.2 項目總體設(shè)計 202
8.2.1 總體布局 202
8.2.2 工藝環(huán)節(jié) 204
8.2.3 節(jié)拍設(shè)計 205
8.2.4 總體方案設(shè)計 208
8.3 項目工業(yè)機器人本體設(shè)計 208
8.3.1 機械本體結(jié)構(gòu)設(shè)計 208
8.3.2 關(guān)鍵部件設(shè)計 213
8.3.3 本體安裝調(diào)試 216
8.4 項目工業(yè)機器人電氣設(shè)計 216
8.4.1 驅(qū)動方式及減速器的選擇 217
8.4.2 電氣設(shè)計與實現(xiàn) 222
8.4.3 電氣參數(shù)優(yōu)化 224
8.5 項目工業(yè)機器人控制設(shè)計 226
8.5.1 總體控制架構(gòu) 226
8.5.2 工作流程設(shè)計 226
8.5.3 工業(yè)現(xiàn)場通信設(shè)計 229
8.5.4 現(xiàn)場調(diào)試 232
參考文獻(xiàn) 233
第1章 工業(yè)機器人概述 1
1.1 工業(yè)機器人定義 2
1.2 工業(yè)機器人發(fā)展歷程 2
1.3 國內(nèi)外工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 3
1.3.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.3.2 工業(yè)機器人的應(yīng)用現(xiàn)狀 6
1.3.3 工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展趨勢 7
1.4 工業(yè)機器人基本類型及關(guān)鍵技術(shù) 8
1.4.1 工業(yè)機器人基本類型 8
1.4.2 工業(yè)機器人關(guān)鍵技術(shù) 9
1.5 典型的工業(yè)機器人 10
1.5.1 移動機器人 10
1.5.2 點焊機器人 11
1.5.3 弧焊機器人 12
1.5.4 激光加工機器人 12
1.5.5 真空機器人 13
1.5.6 潔凈工業(yè)機器人 14
思考題與練習(xí)題 15
參考文獻(xiàn) 15
第2章 工業(yè)機器人驅(qū)動技術(shù) 16
2.1 步進(jìn)電動機驅(qū)動 16
2.1.1 步進(jìn)電動機驅(qū)動控制 16
2.1.2 步進(jìn)電動機驅(qū)動應(yīng)用 18
2.2 直流伺服電動機驅(qū)動 19
2.2.1 直流伺服電動機驅(qū)動技術(shù) 19
2.2.2 直流伺服電動機驅(qū)動應(yīng)用 19
2.3 交流伺服電動機驅(qū)動 20
2.3.1 交流伺服電動機 20
2.3.2 交流伺服驅(qū)動系統(tǒng) 21
2.3.3 交流伺服電動機應(yīng)用 22
2.4 氣動驅(qū)動 23
2.4.1 氣動驅(qū)動系統(tǒng) 23
2.4.2 比例/伺服控制閥選擇 24
2.4.3 氣動驅(qū)動應(yīng)用 25
2.5 液壓驅(qū)動 26
2.5.1 液壓驅(qū)動系統(tǒng) 26
2.5.2 液壓驅(qū)動系統(tǒng)分類以及應(yīng)用 27
思考題與練習(xí)題 28
參考文獻(xiàn) 29
第3章 工業(yè)機器人中的傳感器 30
3.1 傳感器技術(shù)基礎(chǔ)知識 30
3.1.1 傳感器的基本概念 30
3.1.2 傳感器的性能指標(biāo)、命名和代號 30
3.1.3 傳感器的基本特性 31
3.1.4 傳感器基本測量電路 32
3.2 典型傳感器 34
3.2.1 電阻應(yīng)變式傳感器 34
3.2.2 電感式傳感器 34
3.2.3 電容式傳感器 35
3.2.4 壓電式傳感器 36
3.2.5 磁電式傳感器 37
3.2.6 熱電式傳感器 38
3.2.7 光電式傳感器 39
3.2.8 磁敏傳感器 40
3.2.9 射線及微波檢測傳感器 41
3.2.10 光導(dǎo)纖維傳感器 42
3.2.11 MEMS傳感器 44
3.2.12 陀螺傳感器 44
3.2.13 超聲波傳感器 45
3.2.14 碼盤式傳感器 46
3.3 圖像傳感器原理與應(yīng)用 46
3.3.1 圖像傳感器 46
3.3.2 CCD成像 47
3.3.3 成像原理 50
3.3.4 成像亮度 51
3.3.5 相機標(biāo)定 52
3.4 激光測距儀傳感器 59
思考題與練習(xí)題 61
參考文獻(xiàn) 62
第4章 工業(yè)機器人運動控制 63
4.1 機器人結(jié)構(gòu) 63
4.1.1 工業(yè)機器人基本形式 63
4.1.2 工業(yè)機器人主要技術(shù)參數(shù) 66
4.2 機器人動力學(xué)特性 68
4.2.1 牛頓-歐拉方程 68
4.2.2 拉格朗日方程 71
4.2.3 空間動力學(xué)方程 74
4.3 機器人運動控制 75
4.3.1 PI/PID控制 75
4.3.2 魯棒自適應(yīng)容錯控制 80
4.3.3 具有輸入非線性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 86
思考題與練習(xí)題 89
參考文獻(xiàn) 90
第5章 工業(yè)機器人協(xié)同控制 92
5.1 多機器人協(xié)同基本概念 92
5.1.1 多機器人協(xié)同的應(yīng)用 92
5.1.2 多機器人協(xié)同控制結(jié)構(gòu) 93
5.1.3 多機器人協(xié)同的問題描述 95
5.2 預(yù)備知識 95
5.2.1 圖論基本概念 96
5.2.2 圖論矩陣分析 97
5.2.3 矩陣?yán)碚?98
5.2.4 有限時間穩(wěn)定性理論 98
5.3 多機器人系統(tǒng)基本協(xié)同控制問題 99
5.3.1 多機器人系統(tǒng)協(xié)同一致性控制 100
5.3.2 多機器人系統(tǒng)協(xié)同編隊控制 101
5.4 多機器人系統(tǒng)有限時間一致性控制 102
5.4.1 問題描述 102
5.4.2 相關(guān)定義和引理 103
5.4.3 主要結(jié)果 106
5.4.4 仿真實驗與結(jié)果分析 112
5.5 多機器人系統(tǒng)有限時間編隊-合圍控制 115
5.5.1 問題描述 115
5.5.2 主要結(jié)果 116
5.5.3 仿真實驗與結(jié)果分析 123
思考題與練習(xí)題 126
參考文獻(xiàn) 126
第6章 柔性關(guān)節(jié)工業(yè)機器人及控制 128
6.1 柔性驅(qū)動關(guān)節(jié)的類型 128
6.1.1 諧波齒輪傳動 128
6.1.2 擺線針輪行星傳動機構(gòu) 130
6.1.3 少齒差行星齒輪傳動機構(gòu) 132
6.2 柔性關(guān)節(jié)建模 132
6.2.1 非線性數(shù)學(xué)模型 134
6.2.2 LuGre摩擦模型 134
6.2.3 遲滯間隙 135
6.3 柔性關(guān)節(jié)機器人控制技術(shù) 136
6.3.1 基于自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多級滑模控制 136
6.3.2 基于RBF網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)面控制 141
6.3.3 基于柔性濾波的自適應(yīng)單參數(shù)權(quán)值RBF網(wǎng)絡(luò)反演法控制 147
6.3.4 基于柔性濾波的干擾觀測器RBF網(wǎng)絡(luò)動態(tài)面控制 154
思考題與練習(xí)題 163
參考文獻(xiàn) 163
第7章 工業(yè)機器人現(xiàn)場通信設(shè)計 165
7.1 工業(yè)機器人通信需求與現(xiàn)場總線 165
7.1.1 集散式控制系統(tǒng) 165
7.1.2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 166
7.1.3 現(xiàn)場總線含義和標(biāo)準(zhǔn) 166
7.1.4 典型的現(xiàn)場總線 168
7.1.5 基于Ethernet和TCP/IP的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議 172
7.1.6 基于工業(yè)以太網(wǎng)的通信設(shè)計 176
7.2 工業(yè)機器人現(xiàn)場通信系統(tǒng) 180
7.2.1 組件對象模型技術(shù) 180
7.2.2 從COM技術(shù)到OPC 181
7.2.3 基于OPC的異構(gòu)現(xiàn)場通信實現(xiàn) 182
7.3 工業(yè)機器人現(xiàn)場通信系統(tǒng)設(shè)計 185
7.3.1 某工業(yè)機器人通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 185
7.3.2 某工業(yè)機器人通信網(wǎng)絡(luò)組成 186
7.3.3 工業(yè)機器人通信系統(tǒng)配置 190
7.3.4 工業(yè)機器人通信客戶端開發(fā) 196
思考題與練習(xí)題 199
參考文獻(xiàn) 199
第8章 工業(yè)機器人設(shè)計與運用案例 201
8.1 項目介紹 201
8.1.1 項目目的 201
8.1.2 關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新 201
8.2 項目總體設(shè)計 202
8.2.1 總體布局 202
8.2.2 工藝環(huán)節(jié) 204
8.2.3 節(jié)拍設(shè)計 205
8.2.4 總體方案設(shè)計 208
8.3 項目工業(yè)機器人本體設(shè)計 208
8.3.1 機械本體結(jié)構(gòu)設(shè)計 208
8.3.2 關(guān)鍵部件設(shè)計 213
8.3.3 本體安裝調(diào)試 216
8.4 項目工業(yè)機器人電氣設(shè)計 216
8.4.1 驅(qū)動方式及減速器的選擇 217
8.4.2 電氣設(shè)計與實現(xiàn) 222
8.4.3 電氣參數(shù)優(yōu)化 224
8.5 項目工業(yè)機器人控制設(shè)計 226
8.5.1 總體控制架構(gòu) 226
8.5.2 工作流程設(shè)計 226
8.5.3 工業(yè)現(xiàn)場通信設(shè)計 229
8.5.4 現(xiàn)場調(diào)試 232
參考文獻(xiàn) 233
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