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新工科機器人工程專業規劃教材機器人學--規劃控制及應用(新工科機器人工程專業規劃教材)

包郵 新工科機器人工程專業規劃教材機器人學--規劃控制及應用(新工科機器人工程專業規劃教材)

出版社:清華大學出版社出版時間:2020-11-01
開本: 16開 頁數: 190
本類榜單:工業技術銷量榜
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新工科機器人工程專業規劃教材機器人學--規劃控制及應用(新工科機器人工程專業規劃教材) 版權信息

新工科機器人工程專業規劃教材機器人學--規劃控制及應用(新工科機器人工程專業規劃教材) 本書特色

本教材配套有相關的實驗指導手冊和實體桌面級六軸機械臂,力求理論結合實踐,使機器人學成為有趣的互動課程。

新工科機器人工程專業規劃教材機器人學--規劃控制及應用(新工科機器人工程專業規劃教材) 內容簡介

本書主要是討論機械手結構及其控制,包括空間變換,機械臂運動學,靜力學,動力學,路徑規劃,以及機械手控制過程。本書嘗試結合配套的機器人實驗器材和實驗指導書,把機器人理論學習與實驗過程密切聯系起來,從而使機器人的學習成為既有理論,又有實踐的互動過程。學習者將在充分的實驗操作基礎上,快速理解和掌握有關機器人理論和技術。為了提高學習效率和激發學生學習興趣,本書將機械手基本原理與技術的學習過程建立在小機械手實體與虛擬軟件一對一的基礎上。

新工科機器人工程專業規劃教材機器人學--規劃控制及應用(新工科機器人工程專業規劃教材) 目錄


目錄


第1章概述


1.1機器人學


1.2機器人機械結構


1.3機器人驅動器


1.4機器人傳感器


1.4.1內部傳感器


1.4.2外部傳感器


1.5機器人控制


1.5.1二階線性系統


1.5.2反饋控制


1.5.3PID控制器


1.5.4力控制


1.6機器人路徑規劃


1.7虛擬實驗室


1.8機器人應用


1.8.1桌面機器人系列


1.8.2智能制造教學實驗系統


1.9機器人操作系統(ROS)


小結


練習題


實驗題


第2章空間變換


2.1剛體位姿分析


2.1.1位置描述


2.1.2姿態描述


2.1.3旋轉矩陣的特性


2.2坐標變換


2.3固定角和歐拉角


2.3.1XYZ固定角


2.3.2ZYZ歐拉角


2.4軸和角


2.5單位四元數


小結


練習題


實驗題









第3章運動學


3.1連桿坐標系和DH參數


3.2三種DH坐標系建模方法


3.2.1標準型DH方法


3.2.2改進型DH方法


3.2.3薩哈DH方法


3.3正運動學


3.3.1基于改進型DH建模方法的正運動學


3.3.2基于薩哈DH建模方法的正運動學


3.4關節空間和笛卡兒空間


3.5逆運動學


3.5.1代數法


3.5.2幾何法


3.6雅可比矩陣


3.7連桿速度


3.8雅可比矩陣的計算


3.9奇異性分析


3.10運動學冗余


3.11串聯機械臂和并聯機械臂


小結


練習題


實驗題


第4章靜力學


4.1力和力矩的平衡


4.2遞推計算


4.3等效關節力矩


4.4工業機械臂靜力學遞推計算


4.5雅可比矩陣在靜力學中的應用


小結


練習題


實驗題


第5章動力學


5.1慣性特性


5.1.1質心


5.1.2慣性矩和慣性張量


5.1.3慣性矩平行移軸定理


5.1.4機械臂工作空間


5.1.5機械臂平衡器


5.2歐拉拉格朗日方程


5.2.1動能計算


5.2.2勢能計算


5.2.3運動方程


5.3遞推牛頓歐拉算法


5.3.1運動參數的遞推計算


5.3.2力和力矩參數的遞推計算


5.3.3驅動力和驅動力矩的計算


5.4工業機械臂動力學遞推計算


5.5正向動力學與逆向動力學


5.5.1正向動力學應用


5.5.2逆向動力學應用


小結


練習題


實驗題


第6章運動控制


6.1運動控制概念


6.2二階線性系統


6.3反饋控制及系統特性


6.4閉環系統的傳遞函數


6.5機械臂反饋控制方程


6.6工業機器人關節控制


6.6.1驅動關節電動機模型


6.6.2機械臂關節模型


6.7機械臂關節控制器


6.7.1比例控制器


6.7.2比例微分控制器


6.7.3比例積分微分控制器


6.7.4閉環回路反饋增益的確定


6.8非線性軌跡控制


6.8.1控制定律的分解


6.8.2單關節的軌跡跟蹤控制


6.8.3多關節機械臂的非線性控制


6.9基于狀態空間的控制


6.10基于狀態空間的反饋控制


6.11基于逆動力學前饋控制模型的反饋控制


6.11.1前饋控制誤差分析


6.11.2基于逆動力學的前饋控制


6.12機器人系統的穩定性


6.12.1李雅普諾夫穩定性判別方法


6.12.2多關節工業機器人系統的穩定性


小結


練習題


實驗題


第7章運動規劃


7.1關節空間規劃


7.1.1給定起點和終點的運動規劃


7.1.2給定起點、終點和中間點的運動規劃


7.2笛卡兒空間規劃


7.2.1單軸旋轉規劃方法


7.2.2雙軸旋轉規劃方法


7.3位置和姿態運動規劃


7.3.1路徑描述函數


7.3.2位置的確定


7.3.3姿態的確定


7.4點到點規劃


7.4.1三階多項式規劃


7.4.2梯形速度規劃


7.5連續軌跡規劃


7.5.1過渡點速度連續軌跡規劃


7.5.2過渡點加速度連續軌跡規劃


小結


練習題


實驗題


第8章6軸桌面機械臂控制算法實例及應用


8.1桌面機械臂


8.2桌面機械臂控制系統的架構


8.36軸桌面機械臂的運動學算法


8.3.16軸桌面機械臂DH方法建模


8.3.26軸桌面機械臂正運動學


8.3.36軸桌面機械臂逆運動學的求解過程


8.4桌面機械臂運動控制系統


8.4.1速度前瞻


8.4.2塊“block”環形隊列


小結


練習題


實驗題


后記


參考文獻


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新工科機器人工程專業規劃教材機器人學--規劃控制及應用(新工科機器人工程專業規劃教材) 作者簡介

賈瑞清,男,1958年2月生;博士生導師,博士,任職于中國礦業大學(北京)機電與信息工程學院,測量控制與儀器系。主要在研項目:輕工業及微型機器人理論及軟硬件應用開發、智能制造系統及其虛擬現實平臺的研究及開發、高等教育“虛擬實驗室”體系研究及應用開發。專著:《機械創新設計案例與評論》、《液壓過濾技術及抗磨理論》

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