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多軸系統(tǒng)動力學建模與控制 版權信息
- ISBN：9787576311433
- 條形碼：9787576311433 ; 978-7-5763-1143-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
多軸系統(tǒng)動力學建模與控制 本書特色
本書理論是以三維軸為基元的理論體系，具有符號化、公理化和完全參數(shù)化的特征。 本書以自主研發(fā)的“嫦娥3號月面巡視器實時動力學軟件”為依托，兼顧基礎理論與工程實現(xiàn) 本書理論是計算機自動建模、自動求解和自動控制的基礎，屬于機器智能研究的前沿領域。
多軸系統(tǒng)動力學建模與控制 內(nèi)容簡介
多軸系統(tǒng)是以現(xiàn)代光學為基礎的、具有多自由度的機械電子系統(tǒng)，既包含傳統(tǒng)的多體系統(tǒng)，又包含多自由度的機床、航天器及生物系統(tǒng)。本書重點介紹了多軸系統(tǒng)動力學建模與控制理論，該理論既是以空間操作為核心的、以三維軸為基元的公理化理論系統(tǒng)，又是包含算法結構的迭代式偽代碼系統(tǒng)，保證了多軸系統(tǒng)動力學建模與控制的準確性、可靠性及實時性，既能滿足傳統(tǒng)的多體動力學離線仿真需求，又能滿足多軸系統(tǒng)實時建模與控制需求。同構方法論這一基本的理論創(chuàng)新方法是本書理論的基礎，貫穿于本書所有知識點，利于讀者理解多軸系統(tǒng)理論的精髓。同時，本書秉承“從工程中來，到工程中去”的理念，呈現(xiàn)理論的同時注重工程實現(xiàn)，以自主研發(fā)的“嫦娥3號月面巡視器實時動力學軟件”為依托，幫助讀者鞏固和拓展教材內(nèi)容，培養(yǎng)解決工程問題的能力。本書是“多軸系統(tǒng)”系列書籍的**本，既可作為高等院校自動化、航空航天等專業(yè)學生的教材，又可作為空間機器人、高精度工業(yè)機械臂等技術研究人員的參考書。
多軸系統(tǒng)動力學建模與控制 目錄
第1章緒論
11多軸系統(tǒng)
111測量軸
112運動軸
113機器人系統(tǒng)
114數(shù)控加工中心
115多軸系統(tǒng)的特征
12多軸系統(tǒng)的組成
121外感知系統(tǒng)
122平臺系統(tǒng)
123數(shù)控系統(tǒng)
13多軸系統(tǒng)方法論
14多體系統(tǒng)
15多軸系統(tǒng)理論
16本書的讀者
第2章多軸系統(tǒng)數(shù)理基礎
21引言
22現(xiàn)代集合論基礎
221基本概念
222序的不變性
23矢量與矢量空間
231基矢量
232矢量投影
233位置矢量
234轉(zhuǎn)動矢量
235矢量運算
236矢量空間
24定軸轉(zhuǎn)動
241復數(shù)與歐拉公式
2422D轉(zhuǎn)動
2433D轉(zhuǎn)動與四元數(shù)
244四維復數(shù)空間與笛卡兒空間
25張量
26計算機基礎
261矩陣求逆
262浮點運算與機器誤差
27軸鏈公理
271運動副
272自然參考軸
273典型多軸系統(tǒng)拓撲
274軸鏈公理及有向Span樹
思考題
第3章運動鏈符號演算系統(tǒng)
31引言
32運動鏈拓撲空間
321軸鏈有向Span樹的形式化
322有向Span樹的建立與維護
323運動鏈拓撲符號系統(tǒng)
324運動鏈拓撲公理
33軸鏈度量空間
331軸鏈完全Span樹
332運動鏈度量規(guī)范
333自然坐標系與軸不變量
334自然坐標及自然關節(jié)空間
335固定軸不變量與3D螺旋
3363D螺旋與運動對齊
337運動鏈度量公理
338三大軸鏈公理中的同構與實例化
34基于鏈符號的3D空間操作代數(shù)
341坐標基性質(zhì)
342矢量積運算
343方向余弦矩陣與投影
344矢量的一階螺旋
345二階張量的投影
346運動鏈的前向迭代與逆向遞歸
347轉(zhuǎn)動矢量與螺旋矩陣
348矢量的二階螺旋
35笛卡兒軸鏈運動學
351笛卡兒軸鏈的逆解問題
352笛卡兒軸鏈的偏速度問題
353“正交歸一化”問題
354極性參考與線性約束求解問題
355絕對求導的問題
356基于軸不變量的多軸系統(tǒng)研究思路
36附錄本章公式證明
思考題
第4章基于軸不變量的多軸系統(tǒng)運動學
41引言
42本章學習基礎
43基于軸不變量的3D矢量空間操作代數(shù)
431基于軸不變量的零位軸系
432基于軸不變量的鏡像變換
433基于軸不變量的定軸轉(zhuǎn)動
434軸不變量的操作性能
435基于軸不變量的Cayley變換
436基于軸不變量的3D矢量位姿方程
44基于軸不變量的四元數(shù)演算
441四維空間復數(shù)
442Rodrigues四元數(shù)
443歐拉四元數(shù)
444歐拉四元數(shù)的鏈關系
445基于四元數(shù)的轉(zhuǎn)動鏈
45基于軸不變量的3D矢量空間微分操作代數(shù)
451絕對導數(shù)
452基的絕對導數(shù)
453加速度
46多軸系統(tǒng)運動學
461理想樹形運動學計算流程
462基于軸不變量的迭代式運動學計算流程
463基于軸不變量的偏速度計算原理
464軸不變量對時間微分的不變性
47軸不變量概念的含義與作用
48附錄本章公式證明
思考題
第5章基于3D空間操作代數(shù)的多體動力學
51引言
52本章學習基礎
53質(zhì)點動力學符號演算
531質(zhì)點慣量
532質(zhì)點動量與能量
533質(zhì)點牛頓-歐拉動力學符號系統(tǒng)
54理想體牛頓-歐拉動力學符號系統(tǒng)
541理想體慣量
542理想體能量
543理想體線動量與牛頓方程
544理想體角動量與歐拉方程
545理想體的牛頓-歐拉方程
55牛頓-歐拉動力學系統(tǒng)
551關節(jié)空間運動約束
552運動的前向迭代及力的反向迭代
553動力學系統(tǒng)建模流程
554CE3巡視器動力學系統(tǒng)
56經(jīng)典分析動力學建模
561多軸系統(tǒng)的拉格朗日方程推導與應用
562多軸系統(tǒng)的凱恩方程推導與應用
563經(jīng)典分析動力學的局限性
57附錄本章公式證明
第6章基于軸不變量的多軸系統(tǒng)動力學與控制
61引言
62基礎公式
63Ju-Kane動力學預備定理
631運動鏈符號與動力學系統(tǒng)
632Ju-Kane動力學預備定理證明
633Ju-Kane動力學預備定理應用
64樹鏈剛體系統(tǒng)Ju-Kane動力學顯式模型
641外力反向迭代
642共軸驅(qū)動力反向迭代
643樹鏈剛體系統(tǒng)Ju-Kane動力學顯式模型
644樹鏈剛體系統(tǒng)Ju-Kane動力學建模示例
65樹鏈剛體系統(tǒng)Ju-Kane動力學規(guī)范型
651運動鏈的規(guī)范型方程
652閉子樹的規(guī)范型方程
653樹鏈剛體系統(tǒng)Ju-Kane動力學規(guī)范方程
654樹鏈剛體系統(tǒng)Ju-Kane動力學規(guī)范方程應用
66樹鏈剛體Ju-Kane動力學規(guī)范方程求解
661軸鏈剛體廣義慣性矩陣
6６2軸鏈剛體廣義慣性矩陣特點
663軸鏈剛體系統(tǒng)廣義慣性矩陣
664樹鏈剛體系統(tǒng)Ju-Kane動力學方程正解
6６5樹鏈剛體系統(tǒng)Ju-Kane動力學方程逆解
67多軸移動系統(tǒng)的Ju-Kane規(guī)范方程
68基于軸不變量的多軸系統(tǒng)控制
681多軸動力學系統(tǒng)的結構
682運動軸的伺服控制
683基于逆模補償器的多軸系統(tǒng)跟蹤控制
684多軸系統(tǒng)變結構控制
69多軸動力學系統(tǒng)應用
691三輪移動動力學系統(tǒng)
692多軸動力學系統(tǒng)軟件及應用
610附錄本章公式證明
參考文獻
展開全部
多軸系統(tǒng)動力學建模與控制 作者簡介
居鶴華 南京航空航天大學航天學院、機械結構力學及控制國家重點實驗室教授，博士生導師，“六大人才高峰”高層次人才選拔培養(yǎng)人選及江蘇省“雙創(chuàng)”人才。長期開展深空探測器的自主導航與控制研究，主持研制了“嫦娥3號月面巡視器任務規(guī)劃系統(tǒng)”、“嫦娥3號月面巡視器機械臂就位探測規(guī)劃系統(tǒng)” “月面環(huán)境模擬及巡視器動力學解算系統(tǒng)”，于2013.12月成功完成我國嫦娥3號月面巡視器的遙操作任務，榮獲航天五院授予的“嫦娥3號月面巡視器遙操作優(yōu)秀團隊”稱號。經(jīng)過長期工程凝練及深入理論研究，首創(chuàng)了“基于軸不變量的多軸系統(tǒng)建模與控制”理論，出版了《運動鏈符號演算與自主行為控制》專著，形成了相關的國家及國際發(fā)明專利群。
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