移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)

內(nèi)容概要

韓建達(dá)、何玉慶、趙新剛編著的《移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)建模、估計(jì)與控制》主要闡述地面、水面、空中等移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模、估計(jì)與控制共性方法?！兑苿?dòng)機(jī)器人系統(tǒng)建模、估計(jì)與控制》共10章：第1、2章是緒論和相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)；第3章介紹廣義移動(dòng)機(jī)器人的建模方法，并給出了幾種典型移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型；第4、s章分別介紹無色卡爾曼濾波及集員濾波兩種非線性估計(jì)方法；第6～9章為控制部分，分別闡述線性自適應(yīng)魯棒控制、加速度反饋控制、模型預(yù)測控制、非線性自適應(yīng)控制等內(nèi)容；第10章討論在線估計(jì)與控制方法在幾類移動(dòng)機(jī)器人中的應(yīng)用。書中不僅對(duì)多種創(chuàng)新方法進(jìn)行了論述與分析，同時(shí)結(jié)合具體機(jī)器人平臺(tái)給出了實(shí)現(xiàn)方案以及仿真、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為書中理論方法的實(shí)際應(yīng)用提供了依據(jù)和參考。
《移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)建模、估計(jì)與控制》內(nèi)容豐富、敘述詳細(xì)，可作為自動(dòng)控制、機(jī)器人學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域研究生、高年級(jí)本科生的教材或參考書，也可供有關(guān)科研技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言
第1章　緒論
　參考文獻(xiàn)
第2章　數(shù)學(xué)知識(shí)
　2.1　概率論基礎(chǔ)
　　2.1.1　基本概念
　　2.1.2　隨機(jī)變量
　　2.1.3　均值和方差
　　2.1.4　高斯分布
　　2.1.5　隨機(jī)過程
　2.2　線性矩陣不等式
　2.3　集合運(yùn)算
　2.4　集值分析基礎(chǔ)
　參考文獻(xiàn)
第3章　典型移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)建模
　3.1　移動(dòng)機(jī)器人典型建模方法
　　3.1.1　移動(dòng)機(jī)器人典型模型結(jié)構(gòu)
　　3.1.2　剛體動(dòng)力學(xué)建模方法
　　3.1.3　驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)態(tài)模型
　3.2　旋翼飛行機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型
　　3.2.1　旋翼飛行機(jī)器人的剛體動(dòng)力學(xué)模型
　　3.2.2　空氣動(dòng)力學(xué)
　　3.2.3　旋翼飛行機(jī)器人簡化模型
　3.3　水面移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型
　　3.3.1　水面移動(dòng)機(jī)器人六自由度剛體動(dòng)力學(xué)模型
　　3.3.2　平面三自由度剛體動(dòng)力學(xué)模型
　3.4　地面移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型
　　3.4.1　正交輪式全方位地面移動(dòng)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)
　　3.4.2　包括滑動(dòng)效應(yīng)的履帶式地面移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
　參考文獻(xiàn)
第4章　基于卡爾曼濾波的狀?yuàn)Z參數(shù)估計(jì)方法
　4.1　卡爾曼濾波基本原理
　　4.1.1　貝葉斯估計(jì)理論
　　4.1.2　卡爾曼濾波
　4.2　擴(kuò)展卡爾曼濾波
　4.3　無色卡爾曼濾波
　　4.3.1　無色變換
　　4.3.2　無色卡爾曼濾波算法
　　4.3.3　平方根五色卡爾曼濾波算法
　　4.3.4　無色變換的精度分析
　　4.3.5　無色卡爾曼濾波算法穩(wěn)定性
　4.4　自適應(yīng)無色卡爾曼濾波
　　4.4.1　自適應(yīng)濾波算法
　　4.4.2　基于MIT的自適應(yīng)UKF算法
　　4.4.3　MS-AUKF
　4.5　數(shù)值仿真
　　4.5.1　狀態(tài)估計(jì)
　　4.5.2　濾波算法性能比較
　4.6　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第5章　集員濾波的狀態(tài)-參數(shù)估計(jì)方法
　5.1　集員濾波
　5.2　擴(kuò)展集員濾波
　5.3　基于UD分解的自適應(yīng)擴(kuò)展集員濾波方法
　　5.3.1　擴(kuò)展集員算法的UD分解形式推導(dǎo)
　　5.3.2　濾波參數(shù)的自適應(yīng)更新方法
　　5.4　數(shù)值仿真
　5.5　在線估計(jì)共性方法比較
　　5.5.1　UPF估計(jì)方法
　　5.5.2　比較研究
　5.6　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第6章　面向移動(dòng)機(jī)器人的魯棒保性能控制
　6.1　基于LMI的狀態(tài)反饋控制基礎(chǔ)知識(shí)
　　6.1.1　幾種性能指標(biāo)
　　6.1.2　狀態(tài)反饋控制的lh4i條件
　　6.1.3　魯棒狀態(tài)反饋控制的lh4i條件
　6.2　具有時(shí)不變不確定性的線性系統(tǒng)控制方法
　　6.2.1　問題描述
　　6.2.2　自適應(yīng)魯棒H控制器設(shè)計(jì)
　　6.2.3　自適應(yīng)魯棒H2控制器設(shè)計(jì)
　　6.2.4　自適應(yīng)魯棒保性能控制器設(shè)計(jì)
　　6.2.5　旋翼飛行機(jī)器人航向控制的應(yīng)用仿真
　6.3　具有時(shí)變不確定性的線性系統(tǒng)控制方法
　　6.3.1　問題描述
　　6.3.2　自適應(yīng)魯棒H控制器設(shè)計(jì)
　　6.3.3　自適應(yīng)魯棒H2控制器設(shè)計(jì)
　　6.3.4　自適應(yīng)魯棒保性能控制器設(shè)計(jì)
　　6.3.5　仿真試驗(yàn)
　6.4　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第7章　基于加速度反饋的非線性系統(tǒng)魯棒控制
　7.1　加速度信號(hào)的在線估計(jì)
　　7.1.1　RLSN方法
　　7.1.2　卡爾曼濾波
　　7.1.3　牛頓-卡爾曼濾波加速度估計(jì)方法
　　7.1.4　加速度估計(jì)試驗(yàn)
　7.2　高增益加速度反饋魯棒控制
　　7.2.1　高增益加速度反饋控制基本原理
　　7.2.2　關(guān)節(jié)加速度反饋控制
　　7.2.3　試驗(yàn)與分析
　　7.2.4　高增益加速度反饋在全方位輪式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)上的應(yīng)用
　7.3　非線性欠驅(qū)動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)加速度反饋控制
　　7.3.1　常規(guī)的高增益加速度反饋存在的問題
　　7.3.2　基于前置濾波器的加速度反饋控制
　7.4　旋翼飛行機(jī)器人仿真范例
　　7.4.1　旋翼飛行機(jī)器人模型轉(zhuǎn)換
　　7.4.2　控制器設(shè)計(jì)
　　7.4.3　仿真結(jié)果
　7.5　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第8章　基于控制Lyapunov函數(shù)的非線性控制
　8.1　控制Lyapunov函數(shù)
　8.2　基于控制Lyapunov函數(shù)的非線性控制器設(shè)計(jì)
　　8.2.1　Sontag的方法
　　8.2.2　Freeman的方法
　8.3　廣義逐點(diǎn)最小范數(shù)控制器設(shè)計(jì)
　8.4　魯棒廣義逐點(diǎn)最小范數(shù)控制器
　　8.4.1　參數(shù)不確定系統(tǒng)的魯棒廣義逐點(diǎn)最小范數(shù)控制
　　8.4.2　Ha魯棒廣義逐點(diǎn)最小范數(shù)控制
　　8.4.3　聯(lián)合魯棒廣義逐點(diǎn)最小范數(shù)控制
　8.5　控制Lyapunov函數(shù)的獲取方法
　8.6　仿真試驗(yàn)
　　8.6.1　旋翼飛行機(jī)器人平面動(dòng)力學(xué)模型
　　8.6.2　廣義逐點(diǎn)最小范數(shù)控制
　　8.6.3　魯棒廣義逐點(diǎn)最小范數(shù)控制
　8.7　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第9章　實(shí)時(shí)非線性模型預(yù)測控制
　9.1　非線性預(yù)測控制
　9.2　廣義逐點(diǎn)最小范數(shù)控制器的解析表達(dá)
　9.3　引導(dǎo)函數(shù)ζ（x,θ）的選取
　9.4　魯棒非線性預(yù)測控制
　　9.4.1　可反饋線性化系統(tǒng)
　　9.4.2　嚴(yán)格反饋型系統(tǒng)
　　9.4.3　魯棒預(yù)測控制
　9.5　實(shí)現(xiàn)問題
　　9.5.1　優(yōu)化過程頻率選取
　　9.5.2　數(shù)值積分
　　9.5.3　指標(biāo)函數(shù)
　9.6　算法性能評(píng)估
　9.7　在移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)上的仿真范例
　　9.7.1　地面移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)
　　9.7.2　旋翼飛行機(jī)器人系統(tǒng)平面動(dòng)力學(xué)模型的非線性預(yù)測控制仿真
　9.8　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
第10章　基于在線估計(jì)的非線性自適應(yīng)控制
　10.1　非線性系統(tǒng)的狀態(tài)—參數(shù)聯(lián)合估計(jì)
　10.2　基于主動(dòng)建模的控制
　　10.2.1　基于主動(dòng)建模的控制策略結(jié)構(gòu)
　　10.2.2　基于主動(dòng)建模的正交輪式移動(dòng)機(jī)器人跟蹤控制
　　10.2.3　基于主動(dòng)建模的履帶式地面移動(dòng)機(jī)器人滑動(dòng)補(bǔ)償問題
　　10.2.4　基于主動(dòng)建模的移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型的鎮(zhèn)定
　　10.2.5　基于主動(dòng)建模的水面移動(dòng)機(jī)器人跟蹤控制
　10.3　模型差在線估計(jì)與控制
　　10.3.1　旋翼飛行機(jī)器人
　　10.3.2　水面移動(dòng)機(jī)器人
　10.4　故障診斷及容錯(cuò)控制
　　10.4.1　執(zhí)行器健康因子（AHCs）在線優(yōu)化估計(jì)
　　10.4.2　執(zhí)行器軟性故障重構(gòu)控制方法
　　10.4.3　試驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析
　10.5　本章小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
作者團(tuán)隊(duì)發(fā)表的相關(guān)論文

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