機(jī)器人智能控制

     目 錄
   前 言
   第一章 緒論
    1.1機(jī)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(jī)器人的基本組成
    1.3機(jī)器人的分類(lèi)
    1.3.1按功能
    1.3.2按控制的類(lèi)型
    1.3.3按動(dòng)作機(jī)構(gòu)
    1.3.4按用途
    1.3.5按負(fù)載能力及工作空間范圍
    1.3.6按自由度的多少及類(lèi)型
    1.4機(jī)器人的應(yīng)用
    1.4.1應(yīng)用機(jī)器人的益處
    1.4.2機(jī)器人在工業(yè)上的主要應(yīng)用
    1.4.3機(jī)器人的非工業(yè)應(yīng)用
    1.5機(jī)器人的技術(shù)指標(biāo)
   第二章 位姿運(yùn)動(dòng)學(xué)
    2.1齊次變換
    2.1.1剛體的位置和方位
    2.1.2坐標(biāo)變換
    2.1.3歐拉角
    2.1.4齊次變換
    2.1.5變換的相對(duì)性
    2.1.6逆變換
    2.2正運(yùn)動(dòng)學(xué)
    2.2.1開(kāi)環(huán)運(yùn)
    2.2.2D－H表示法
    2.2.3正運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題求解
    2.3逆運(yùn)動(dòng)學(xué)
    2.3.1概述
    2.3.26RPUMA560機(jī)械手的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解
    2.3.35R1P斯坦福機(jī)械手的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解
    2.3.4逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題求解方法討論
    2.4計(jì)算方面的考慮
    練習(xí)
   第三章 微分運(yùn)動(dòng)學(xué)
    3.1坐標(biāo)系的線速度和角速度
    3.1.1剛體運(yùn)動(dòng)的描述
    3.1.2坐標(biāo)變換的導(dǎo)數(shù)
    3.1.3微分旋轉(zhuǎn)
    3.1.4工具速度與工具位姿導(dǎo)數(shù)的關(guān)系
    3.2速度正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
    3.2.1雅可比 （Jacobian）矩陣
    3.2.2雅可比矩陣的計(jì)算
    3.3速度逆運(yùn)動(dòng)學(xué)
    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(yùn)動(dòng)方程
    3.4.1剛體的加速度
    3.4.2機(jī)械手的加速度運(yùn)動(dòng)方程
    3.5小結(jié)
    練習(xí)
   第四章 靜力學(xué)
    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(duì)偶性
    4.1.4力和力矩的變換
    4.2剛性
    4.2.1機(jī)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(xí)
   第五章 動(dòng)力學(xué)
    5.1.牛頓－歐拉法建立動(dòng)力學(xué)方程
    5.1.1單剛體的動(dòng)力學(xué)方程
    5.1.2機(jī)械手動(dòng)力學(xué)方程的封閉形式
    5.1.3動(dòng)力學(xué)方程的物理解釋
    5.2拉格朗日法建立動(dòng)力學(xué)方程
    5.2.1拉格朗日動(dòng)力學(xué)
    5.2.2機(jī)械手的慣性張量
    5.2.3拉格朗日運(yùn)動(dòng)方程的推導(dǎo)
    5.2.4廣義坐標(biāo)的變換
    5.3逆動(dòng)力學(xué)計(jì)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(jìn)的遞推算法
    5.4正動(dòng)力學(xué)計(jì)算
    5.5小結(jié)
    練習(xí)
   第六章 軌跡規(guī)劃和生成
    6.1問(wèn)題的描述
    6.2關(guān)節(jié)空間法
    6.2.1三次多項(xiàng)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(biāo)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(shí)時(shí)生成
    6.4.1采用關(guān)節(jié)空間法時(shí)的軌跡生成
    6.4.2采用直角坐標(biāo)空間法時(shí)的軌跡生成
    6.5路徑的描述
    6.6進(jìn)一步的規(guī)劃研究
    6.6.1利用動(dòng)力學(xué)模型的軌跡規(guī)劃
    6.6.2任務(wù)規(guī)劃
    練習(xí)
   第七章 關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)與測(cè)量部件
    7.1驅(qū)動(dòng)部件
    7.1.1液壓驅(qū)動(dòng)裝置
    7.1.2電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置
    7.2測(cè)量部件
    7.2.1位置測(cè)量
    7.2.2速度測(cè)量
    7.3機(jī)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(wèn)題的描述
    8.1.1兩種基本的控制形式
    8.1.2機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型
    8.1.3控制問(wèn)題描述
    8.1.4控制器的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)
    8.2獨(dú)立關(guān)節(jié)PID控制
    8.2.1控制規(guī)律設(shè)計(jì)
    8.2.2穩(wěn)定性分析
    8.3分解運(yùn)動(dòng)速度控制
    8.3.1控制框圖
    8.3.2控制規(guī)律設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析
    8.3.3s的計(jì)算
    8.4分解運(yùn)動(dòng)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(jì)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(dòng)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(jī)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(dòng)模型的STAC
    練習(xí)
   第九章 柔順運(yùn)動(dòng)控制
    9.1力傳感器
    9.1.1力傳感器的不同類(lèi)型
    9.1.2腕力傳感器的工作原理
    9.1.3腕力傳感器標(biāo)定矩陣的確定
    9.2柔順運(yùn)動(dòng)控制的基本概念和方法
    9.2.1柔順坐標(biāo)系的建立
    9.2.2自然約束和人為約束
    9.2.3被動(dòng)柔順和主動(dòng)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(yùn)動(dòng)學(xué)的混合控制
    9.4.3基于計(jì)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(xí)
   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(jī)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(yùn)動(dòng)學(xué)控制
    10.2.3神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)控制
    10.2.4神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)路徑規(guī)劃
    10.3機(jī)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(jí)
    10.3.3協(xié)調(diào)級(jí)
    10.3.4執(zhí)行級(jí)
   參考文獻(xiàn)