機器人智能控制

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)地介紹了機
器人運動學、動力學、軌
跡規(guī)劃、位姿控制、柔順
控制和智能控制的內(nèi)容。
不僅對目前機器人中常用
的控制方法進行了討論，
同時也介紹了目前正在
研究的許多典型方法。
智能控制是一門正在興起
的新的理論和技術(shù)，本書
著重介紹了神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在
機器人控制中的應(yīng)用以及
機器人分層遞階的智能控
制方法
本書可作為計算機、
自動化、電子、機械等有
關(guān)專業(yè)的大學生或研究生
教材，也可供有關(guān)的教師
及科研人員學習參考。

作者簡介

孫增圻，1913年生。
1966年畢業(yè)于清華大學自
控系留校任教1981年在瑞
典獲博士學位 現(xiàn)為清華
大學計算機系教授，IEEE
高級會員。主要從事智能
控制、機器人、計算饑控
制及控制系統(tǒng)CAD等的
研究和教學。共鑒定成果
6項，獲獎兩項，發(fā)表論
文80多篇，編著書6本。

書籍目錄

目 錄
前 言
第一章 緒論
1.1機器人的發(fā)展
1.1.1名稱和定義
1.1.2發(fā)展概況
1.2機器人的基本組成
1.3機器人的分類
1.3.1按功能
1.3.2按控制的類型
1.3.3按動作機構(gòu)
1.3.4按用途
1.3.5按負載能力及工作空間范圍
1.3.6按自由度的多少及類型
1.4機器人的應(yīng)用
1.4.1應(yīng)用機器人的益處
1.4.2機器人在工業(yè)上的主要應(yīng)用
1.4.3機器人的非工業(yè)應(yīng)用
1.5機器人的技術(shù)指標
第二章 位姿運動學
2.1齊次變換
2.1.1剛體的位置和方位
2.1.2坐標變換
2.1.3歐拉角
2.1.4齊次變換
2.1.5變換的相對性
2.1.6逆變換
2.2正運動學
2.2.1開環(huán)運
2.2.2D－H表示法
2.2.3正運動學問題求解
2.3逆運動學
2.3.1概述
2.3.26RPUMA560機械手的逆運動學解
2.3.35R1P斯坦福機械手的逆運動學解
2.3.4逆運動學問題求解方法討論
2.4計算方面的考慮
練習
第三章 微分運動學
3.1坐標系的線速度和角速度
3.1.1剛體運動的描述
3.1.2坐標變換的導數(shù)
3.1.3微分旋轉(zhuǎn)
3.1.4工具速度與工具位姿導數(shù)的關(guān)系
3.2速度正運動學方程
3.2.1雅可比 （Jacobian）矩陣
3.2.2雅可比矩陣的計算
3.3速度逆運動學
3.3.1求逆雅可比矩陣法
3.3.2冗余度
3.3.3優(yōu)化法
3.3.4解析法
3.3.5查表和插值法
3.4加速度運動方程
3.4.1剛體的加速度
3.4.2機械手的加速度運動方程
3.5小結(jié)
練習
第四章 靜力學
4.1力和力矩分析
4.1.1力和力矩的平衡
4.1.2等效關(guān)節(jié)力矩
4.1.3對偶性
4.1.4力和力矩的變換
4.2剛性
4.2.1機械手的剛性和變形
4.2.2末端柔性分析
4.2.3柔性矩陣的主軸變換
練習
第五章 動力學
5.1.牛頓－歐拉法建立動力學方程
5.1.1單剛體的動力學方程
5.1.2機械手動力學方程的封閉形式
5.1.3動力學方程的物理解釋
5.2拉格朗日法建立動力學方程
5.2.1拉格朗日動力學
5.2.2機械手的慣性張量
5.2.3拉格朗日運動方程的推導
5.2.4廣義坐標的變換
5.3逆動力學計算
5.3.1概述
5.3.2基于牛頓－歐拉方程的遞推算法
5.3.3改進的遞推算法
5.4正動力學計算
5.5小結(jié)
練習
第六章 軌跡規(guī)劃和生成
6.1問題的描述
6.2關(guān)節(jié)空間法
6.2.1三次多項式函數(shù)插值
6.2.2拋物線連接的線性函數(shù)插值
6.3直角坐標空間法
6.3.1線性函數(shù)插值
6.3.2圓弧插值
6.3.3與關(guān)節(jié)空間法的比較
6.4軌跡的實時生成
6.4.1采用關(guān)節(jié)空間法時的軌跡生成
6.4.2采用直角坐標空間法時的軌跡生成
6.5路徑的描述
6.6進一步的規(guī)劃研究
6.6.1利用動力學模型的軌跡規(guī)劃
6.6.2任務(wù)規(guī)劃
練習
第七章 關(guān)節(jié)驅(qū)動與測量部件
7.1驅(qū)動部件
7.1.1液壓驅(qū)動裝置
7.1.2電動驅(qū)動裝置
7.2測量部件
7.2.1位置測量
7.2.2速度測量
7.3機器人關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)舉例
第八章 位姿控制
8.1位姿控制問題的描述
8.1.1兩種基本的控制形式
8.1.2機器人的動力學模型
8.1.3控制問題描述
8.1.4控制器的計算機實現(xiàn)
8.2獨立關(guān)節(jié)PID控制
8.2.1控制規(guī)律設(shè)計
8.2.2穩(wěn)定性分析
8.3分解運動速度控制
8.3.1控制框圖
8.3.2控制規(guī)律設(shè)計及穩(wěn)定性分析
8.3.3s的計算
8.4分解運動加速度控制
8.4.1控制方法
8.4.2系統(tǒng)分析
8.4.3魯棒控制
8.5計算力矩控制
8.5.1控制方法
8.5.2系統(tǒng)分析
8.5.3魯棒控制
8.6變結(jié)構(gòu)控制
8.6.1變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本概念
8.6.2具有滑動態(tài)的變結(jié)構(gòu)控制
8.6.3一般非線性系統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)控制
8.6.4平滑控制量的變結(jié)構(gòu)控制
8.6.5機器人的變結(jié)構(gòu)控制
8.7自適應(yīng)控制
8.7.1概述
8.7.2基于參數(shù)優(yōu)化的MRAC
8.7.3基于李雅普諾夫方法的MRAC
8.7.4基于超穩(wěn)定性理論的MRAC
8.7.5基于直接離散模型的STAC
8.7.6基于攝動模型的STAC
練習
第九章 柔順運動控制
9.1力傳感器
9.1.1力傳感器的不同類型
9.1.2腕力傳感器的工作原理
9.1.3腕力傳感器標定矩陣的確定
9.2柔順運動控制的基本概念和方法
9.2.1柔順坐標系的建立
9.2.2自然約束和人為約束
9.2.3被動柔順和主動柔順
9.2.4柔順控制任務(wù)描述
9.2.5.柔順控制的基本方法
9.3阻抗控制
9.3.1控制方法
9.3.2位置控制功能分析
9.3.3柔順控制功能分析
9.3.4基于分解位置的阻抗控制
9.3.5基于分解加速度的阻抗控制
9.4混合控制
9.4.1單純的力控制
9.4.2基于運動學的混合控制
9.4.3基于計算力矩方法的混合控制
9.4.4基于分解加速度的的混合控制
練習
第十章 智能控制
10.1概述
10.1.1智能控制的基本概念
10.1.2智能控制的發(fā)展概況
10.1.3智能控制理論的主要內(nèi)容
10.2神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在機器人控制中的應(yīng)用
10.2.1神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制概述
10.2.2神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)運動學控制
10.2.3神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動力學控制
10.2.4神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)路徑規(guī)劃
10.3機器人分層遞階智能控制
10.3.1一般結(jié)構(gòu)原理
10.3.2組織級
10.3.3協(xié)調(diào)級
10.3.4執(zhí)行級
參考文獻

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無

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