機器人動力學控制

第0章 緒論 1
0．1 機器人的概念及其發(fā)展歷程 1
0．2 機器人的組成與結構 4
0．3 機器人與傳統(tǒng)機械的關系 5
0．4 機器人的感知、驅(qū)動與控制 7
0．5 人、機器人與環(huán)境 8
第1章 機器人運動學及動力學模型 10
1．1 機器人位姿求解 10
1．2 機器人速度分析 13
1．3 機器人靜力分析 18
1．4 轉(zhuǎn)動慣量及慣性張量 20
1．5 機器人動力學建模方法 23
1．6 機械臂動力學模型 27
1．7 兩連桿平面機械臂的動力學建模 32
1．8 帶平行四邊形機構的機械臂 36
思考題與習題 42
第2章 機器人關節(jié)傳動系統(tǒng) 45
2．1 機器人關節(jié)傳動系統(tǒng)的組成與結構 46
2．2 關節(jié)傳動參數(shù)計算 48
2．3 負載 50
2．4 運動精度 53
2．5 機器人驅(qū)動電機 56
2．6 機器人關節(jié)傳感器 69
2．7 機器人關節(jié)控制系統(tǒng) 73
2．8 電機傳動系統(tǒng)的效率 74
2．9 多電機共軸驅(qū)動系統(tǒng) 75
2．10 并聯(lián)機構機器人 76
思考題與習題 78
第3章 機器人關節(jié)驅(qū)動與控制 80
3．1 閉環(huán)反饋控制 80
3．2 一階系統(tǒng) 83
3．3 二階系統(tǒng) 85
3．4 典型希望特性系統(tǒng) 88
3．5 PID控制方法 90
3．6 直流電機驅(qū)動系統(tǒng)的伺服控制 95
3．7 機器人單關節(jié)軌跡控制 102
3．8 前饋控制 103
3．9 考慮關節(jié)柔性的控制 104
思考題與習題 108
第4章 機器人軌跡規(guī)劃與控制 109
4．1 機械臂關節(jié)空間與笛卡兒空間的運動變換 110
4．2 機械臂通過系列路徑點的運動 112
4．3 機械臂笛卡兒空間軌跡規(guī)劃 117
4．4 機器人示教及離線編程 124
4．5 數(shù)控機床軌跡插補控制 127
4．6 機器人控制系統(tǒng)設計 130
4．7 基于單關節(jié)伺服的機器人軌跡控制 134
4．8 多電機共軸驅(qū)動系統(tǒng)的控制 137
4．9 視覺伺服 141
思考題與習題 146
第5章 機器人非線性動力學控制 147
5．1 質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)的模型 147
5．2 電機系統(tǒng)的動力學模型 148
5．3 剛度模型 149
5．4 雙質(zhì)量模型 151
5．5 基于狀態(tài)空間的控制模型 152
5．6 李雅普諾夫穩(wěn)定性 158
5．7 質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)的PD控制 161
5．8 基于控制律分解的控制方法 163
5．9 跟蹤系統(tǒng)的PD控制方法 164
5．10 干擾的抑制作用 165
5．11 非線性系統(tǒng)的PD控制方法 167
5．12 基于控制律分解的機器人PD控制 169
5．13 反饋線性化及逆動力學控制 172
5．14 自適應控制 174
5．15 魯棒控制 178
思考題與習題 180
第6章 機器人力控制及力位柔順控制 181
6．1 質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)的力控制 181
6．2 自然約束與人工約束 184
6．3 機器人力位混合控制 187
6．4 柔性環(huán)境模型 189
6．5 柔性環(huán)境中的力控制 192
6．6 柔性環(huán)境中的力位混合控制 195
6．7 機器人阻抗/導納控制 202
6．8 實際機器人的力位柔順控制問題 206
6．9 機器學習方法與機器人動力學控制 208
思考題與習題 210