《机器人建模和控制》PDF电子书免费下载

作者:  [美]马克 W. 斯庞

出版社: 机械工业出版社

出版年: 2016年07月

ISBN: 9787111542759

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内容简介

目录

目录Robot Modeling and Control译者序前言第1章导论111机器人的数学模型2111机器人的符号表示2112位形空间3113状态空间3114工作空间312机器人作为一种机械装置4121机器人机械臂的分类4122机器人系统5123精度和重复精度5124手腕和末端执行器613常见的运动学配置7131关节型机械臂(RRR)7132球坐标机械臂(RRP)7133SCARA型机械臂(RRP)8134圆柱型机械臂(RPP)8135笛卡儿型机械臂(PPP)9136并联机械臂914本书概要10习题14附注与参考15第2章刚性运动和齐次变换1821位置的表示方法1822旋转的表示方法19221平面内的旋转19222三维空间内的旋转2123旋转变换22231相似变换2424旋转的叠加25241相对于当前坐标系的旋转25242相对于固定坐标系的旋转26243旋转变换的叠加定律2625旋转的参数化27251欧拉角27252滚动角、俯仰角和偏航角29253转轴/角度表示2926刚性运动3127齐次变换3228本章总结33习题34附注与参考37第3章正运动学和逆运动学3831运动链3832DenavitHartenberg约定39321存在和性问题40322坐标系的配置42323实例4333逆运动学49331一般的逆运动学问题49332运动解耦50333逆向位置:一种几何方法51334关节型位形52335球坐标型位形54336逆向姿态5534本章总结57习题58附注与参考60第4章速度运动学——雅可比矩阵6141角速度:固定转轴情形6142反对称矩阵62421反对称矩阵的性质63422旋转矩阵的导数6343角速度:一般情况6444角速度求和6545移动坐标系上点的线速度6646雅可比矩阵的推导67461角速度67462线速度68463线速度和角速度雅可比矩阵的叠加6947工具速度7148分析雅可比矩阵7249奇点73491奇点解耦74492手腕奇点75493手臂奇点75410静态力/力矩关系77411逆速度和加速度78412可操作性79413本章总结81习题82附注与参考84第5章路径和轨迹规划8551位形空间8552基于势场的路径规划88521引力场88522斥力场90523将工作空间力映射到关节力矩91524梯度下降规划9353逃离局部小值9454概率路线图方法95541位形空间内的采样96542连接位形对96543增强97544路径光滑化9755轨迹规划97551点到点运动的轨迹98552通过中间点确定的轨迹10356本章总结105习题106附注与参考106第6章独立关节控制10861驱动器的动力学10962独立关节模型11063设定点跟踪111631比例微分补偿控制器111632比例积分微分补偿控制器113633饱和与柔性的影响11464前馈控制11565传动系统的动力学11666状态空间设计119661状态反馈控制120662观测器12167本章总结123习题124附注与参考126第7章动力学12771欧拉拉格朗日方程127711动机127712完整约束和虚功129713达朗贝尔原理13172动能和势能133721惯性张量133722n连杆机器人的动能134723n连杆机器人的势能13573运动方程13574一些常见位形13675机器人动力学方程的性质142751反对称性和无源性143752惯性矩阵的界限144753参数的线性化14476牛顿欧拉方法145761重温平面肘型机械臂14977本章总结151习题153附注与参考154第8章多变量控制15581重温PD控制155811关节柔性的影响15782逆动力学158821关节空间内的逆动力学158822任务空间内的逆动力学16083鲁棒和自适应运动控制161831鲁棒逆运动学161832自适应逆运动学16484基于无源性的运动控制165841基于无源性的鲁棒控制166842基于无源性的自适应控制16785本章总结168习题171附注与参考171第9章力控制17391坐标系和约束173911对偶基174912自然约束和人工约束17592网络模型和阻抗176921阻抗操作符177922阻抗操作符的分类177923戴维南和诺顿等效17793任务空间内的动力学和控制178931任务空间内的动力学178932阻抗控制178933混合阻抗控制17994本章总结181习题182附注与参考182第10章几何非线性控制183101背景介绍1831011流形、向量场和分布1831012弗罗贝尼乌斯定理186102反馈线性化187103单输入系统188104n连杆机器人的反馈线性化193105非完整系统1951051对合和完整性1961052无碛控制系统1961053非完整系统实例197106周氏定理199107无碛系统的控制200108本章总结201习题202附注与参考203第11章计算机视觉204111成像几何2041111相机坐标系2041112透视投影2051113成像平面和传感器阵列205112相机标定2061121相机的外部参数2061122相机的内部参数2061123确定相机参数207113阈值分割2081131简略的统计回顾2091132自动选择阈值210114连通区域213115位置和方向2141151图像矩2151152物体的质心和中心矩2151153物体的方向215116本章总结217习题217附注与参考219第12章基于视觉的控制220121设计要点2201211相机位形2201212基于图像的方法与基于位置的方法221122相机运动和交互作用矩阵221123点特征的交互作用矩阵2221231固定点相对于移动相机的速度2231232构建交互作用矩阵2241233点间交互作用矩阵的性质2251234多点的交互作用矩阵226124基于图像的控制律2261241计算相机运动2271242比例控制方案2271243基于图像的视觉伺服系统的表现228125末端执行器和相机的运动230126划分方法231127运动感知233128本章总结234习题235附注与参考236附录A三角函数237附录B线性代数238附录C动态系统243附录D李雅普诺夫稳定性245参考文献250索引259
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