机器人与控制技术[电子资源.图书]

第一章 绪论    9
    第一节机器人由来与定义    9
        §1.1机器人由来    9
        §1.2机器人定义    9
    第二节机器人分类    10
    第三节机器人发展与展望    12
        §3.1机器人发展史    12
        §3.2智能机器人技术展望    12
    第四节机器人应用与未来    15
        §4.1机器人应用特点    15
        §4.2人类的未来伙伴    17
第二章 位形描述和空间变换    19
    第一节位形空间的描述    19
        §1.1位形空间和自由度    19
        §1.2齐次坐标    19
        §1.3位形描述与广义坐标    20
        §1.4框与框的描述    21
    第二节空问变换    21
        §2.1框映射    21
        §2.2坐标变换    22
        §2.3等效旋转变换    35
    第三节刚体运动的矩阵表示    38
        §3.1位形矩阵    38
        §3.2速度矩阵与加速度矩阵    38
        §3.3应用举例    40
    第四节关节空间与连杆描述    42
        §4.1关节与连杆    42
        §4.2连杆的描述    43
        §4.3关节空间与连杆变换    44
        §4.4实例    47
第三章 机械手运动学    50
    第一节正向运动学    50
        §1.1形态广义坐标求解    50
        §1.2位置广义坐标求解    54
        §1.3实例    54
    第二节摄动平移和摄动旋转    58
        §2.1摄动齐次变换    58
        §2.2摄功齐次变换的无序性    60
        §2.3摄动齐次变换的相对性    61
        §2.4摄动与雅可比矩阵    63
        §2.5实例    64
    第三节机械手摄动与空间表示    69
        §3.1机械手摄动与位形空间表示    69
        §3.2机械手摄动与关节空间表示    70
        §3.3机械手摄动与伪雅可比矩阵    70
        §3.4J阵和Jˉu阵    74
        §3.5实例    76
    第四节逆向运动学    77
        §4.1逆问题可解性    78
        §4.2解析算法    79
        §4.3逆雅可比矩阵    84
        §4.4数值解算法    88
第四章 机械手动力学模型    93
    第一节牛顿欧-欧拉法建模原理    93
        §1.1动力学建模一般算法    93
        §1.2牛顿-欧拉建模算法之一    96
        §1.3牛顿-欧拉建模算法之二    101
    第二节广义坐标建模原理    102
        §2.1达朗伯方程建模算法    102
        §2.2广义动静法建模与算法    104
    第三节拉格朗日方程建模原理    106
        §3.1建模原理与算法    107
        §3.2实例    112
第五章 机器人控制基础技术    120
    第一节机器人的基本结构    120
        §1.1关节结构和自由度    120
        §1.2关节配置    122
        §1.3手臂与抓手    123
    第二节检测技术    125
        §2.I测量传感器分类    125
        §2.2内部测呈用传感器    126
        §2.3外部测量用传感器    130
    第三节伺服枢动技术    135
        §3.1伺服机构形式和分类    135
        §3.2电气伺服系统    137
        §3.3电气-油压伺服系统    147
        §3.4气压侧服系统    149
    第四节定位技本    149
    第五节示教技术    150
第六章 机器人控制    152
    第一节工业机器人控制方式及其分类    152
        §1.1工业机器人控制方式    152
        §1.2工业机器人控制方式分类    154
    第二节机械手控制器模型    159
        §2.1位置控制器的建模    159
        §2.2控制器模型的分解    160
        §2.3机械手控制器    164
        §2.4力控制器建模    170
    第三节多关节机械手的控制    173
        §3.1多关节机械手    173
        §3.2多关节机械手位置计算    174
        §3.3人臂型机械手位置与手指方向的三维向量算法    177
        §3.4由手指位置方向求各关节角的算法    181
        §3.5输入手指移动速度的算法    184
    第四节机械操作手控制中几个重要问题    186
        §4.1结构频率与系统稳定性    186
        §4.2误差分析    188
        §4.3多杆操作手控制中耦合    193
        §4.4力矩伺服    194
        §4.5伺服系统的参数计算与采样频率    196
第七章 控制路径与规划系统    197
    第一节二路径描述的一般问题    197
        §1.1路径与描述    197
        §1.2作业描述举例    198
    第二节关节空间的运动规划    198
        §2.1运动规划的约束条件    199
        §2.2多项式函数规划    200
        §2.3具有抛物线段的线性函数规划    203
    第三节直角坐标空间的运动轨迹规划    206
        §3.1直角坐标空间的运动轨迹规划算法    206
        §3.2应用举例    209
    第四节运行中运动轨迹的给定    211
        §4.1关节空间路径的形成    211
        §4.2直角坐标空间路径的形成    212
        §4.3动态规划的应用    212
    第五节机器人规划    214
        §5.1产生式系统    214
        §5.2STRIPS系统和“手段-目标”分析    219
        §5.3高级的规划生成系统    222
        §5.4分层规划    224
        §5.5学习系统和专家系统    225
第八章 机器人现代控制与计算机辅助技术    230
    第一节机器人现代控制技术    230
        §1.1动态控制    230
        §1.2解耦控制    232
        §l.3最优控制    234
        §1.4自适应控制    237
        §1.5模糊控制    244
        §1.6滑模控制    246
    第二节冗余控制与协调控制    249
        §2.1冗余机器人控制    249
        §2.2机器人协调控制    251
    第三节计算机系统及其辅助功能    253
        §3.1计算机系统构成与功能    253
        §3.2计算机直接控制    257
        §3.3机器人群控技术    260
        §3.4智能机器人    261
    第四节机器人仿真技术    262
        §4.1系统仿真    262
        §4.2动力学建模仿真算法    264
        §4.3机械手动力学仿真实例    270
        §4.4协调控制仿真实例    273
附录1等效旋转变换原理    278
附录2凯恩算式    283
思考与练习题    287
参考文献    296