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美马克W 斯庞Mark W Spon 著，贾振中译

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发表于2024-11-27

图书介绍

店铺：互动出版网图书专营店

出版社：机械工业出版社

ISBN：9787111542759

商品编码：10931818415

丛书名：机器人学译丛

出版时间：2016-07-01

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图书描述

书[0名0]：	机器人建模和控制\|4972222
图书定价：	79元
图书作者：	（美）马克W.斯庞（Mark W. Spong）;赛斯·哈钦森（Seth Hutchinson）;M. 维德雅萨加（M. Vidyasagar）
出版社：	机械工业出版社
出版日期：	2016/7/1 0:00:00
ISBN号：	9787111542759
开本：	16开
页数：	0
版次：	1-1

作者简介

马克W.斯庞，美[0国0]伊利诺伊[0大0][0学0]香槟分校(UIUC)的Donald Biggar Willett工程[0学0]教授（原书出版时，2006年）。Spong博士于2005年担任IEEE控制系统协[0会0](IEEE Control Systems Society)主席，他曾担任《IEEE控制系统技术汇刊》(IEEE Trans@ctions on Control Systems Tech[0no0]logy)的主编。Spong博士现为得克萨斯[0大0][0学0]达拉斯分校工程和计算机科[0学0][0学0]院院长。赛斯·哈钦森，现为美[0国0]伊利诺伊[0大0][0学0]香槟分校(UIUC)教授。他是《IEEE机器人[0学0]与自动化汇刊》(IEEE Transactions on Robotics and Automation)的**编辑，在机器人和计算机视觉方面发表了多篇论文。Hutchinson博士曾担任《IEEE机器人[0学0]汇刊》(IEEE Transactions on Robotics)的主编，该期刊是由IEEE机器人[0学0]和自动化协[0会0](IEEE Robotics and Automation Society，RAS)主办的机器人[0领0]域的**期刊之一。 M.维德雅萨加，现为印度*[0大0]的IT公司——塔塔咨询服务公司(Tata Consultancy Services，TCS)主管高新技术的执行副主席。Vidyasagar博士曾担任印度[0国0]防部下属的人工智能和机器人研究中心(Centre for Artificial Intelligence and Robotics，CAIR)主任，于2000年获得IEEE控制[0领0]域*高奖——Bode Lecture Prize。

内容简介

本书基于Spong和Vidyasagar两位教授所著的十分成功的经典教材《Robot Dynamics and Control》（Wiley，1989），对现代机器人的操作和控制进行了全面和精辟的论述，所介绍的初级和高级内容不仅易读，而且在数[0学0]推导上十分严谨。
本书适合机器人技术方面的多[0学0]季或单[0学0]期课程使用。前6章适合面向具有初步线性控制系统背景[0学0]生的初级/高级机器人技术介绍性课程使用，后6章适合机器人技术及控制方向的研究生阅读。

译者序
前言
[0第0]1章导论1
1.1机器人的数[0学0]模型2
1.1.1机器人的符号表示2
1.1.2位形空间3
1.1.3状态空间3
1.1.4工作空间3
1.2机器人作为一种机械装置4
1.2.1机器人机械臂的分类4
1.2.2机器人系统5
1.2.3精度和重复精度5
1.2.4手腕和末端执行器6
1.3常见的运动[0学0]配置7
1.3.1关节型机械臂(RRR)7
1.3.2球坐标机械臂(RRP)7
1.3.3SCARA型机械臂(RRP)8
1.3.4圆柱型机械臂(RPP)8
1.3.5笛卡儿型机械臂(PPP)9
1.3.6并联机械臂9
1.4本书概要10
习题14
附注与参考15
[0第0]2章刚性运动和齐次变换18
2.1位置的表示方[0法0]18
2.2旋转的表示方[0法0]19
2.2.1平面内的旋转19
2.2.2三维空间内的旋转21
2.3旋转变换22
2.3.1相似变换24
2.4旋转的叠加25
2.4.1相对于[0当0]前坐标系的旋转25
2.4.2相对于固定坐标系的旋转26
2.4.3旋转变换的叠加定律26
2.5旋转的参数化27
2.5.1欧拉角27
2.5.2滚动角、俯仰角和偏航角29
2.5.3转轴/角度表示29
2.6刚性运动31
2.7齐次变换32
2.8本章总结33
习题34
附注与参考37
[0第0]3章正运动[0学0]和逆运动[0学0]38
3.1运动链38
3.2Denavit�睭artenberg约定39
3.2.1存在和性问题40
3.2.2坐标系的配置42
3.2.3实例43
3.3逆运动[0学0]49
3.3.1一般的逆运动[0学0]问题49
3.3.2运动解耦50
3.3.3逆向位置：一种几何方[0法0]51
3.3.4关节型位形52
3.3.5球坐标型位形54
3.3.6逆向姿态55
3.4本章总结57
习题58
附注与参考60
[0第0]4章速度运动[0学0]——雅可比矩阵61
4.1角速度：固定转轴情形61
4.2反对称矩阵62
4.2.1反对称矩阵的性质63
4.2.2旋转矩阵的导数63
4.3角速度：一般情况64
4.4角速度求和65
4.5移动坐标系上点的线速度66
4.6雅可比矩阵的推导67
4.6.1角速度67
4.6.2线速度68
4.6.3线速度和角速度雅可比矩阵的叠加69
4.7工具速度71
4.8分析雅可比矩阵72
4.9奇点73
4.9.1奇点解耦74
4.9.2手腕奇点75
4.9.3手臂奇点75
4.10静态力/力矩关系77
4.11逆速度和加速度78
4.12可操作性79
4.13本章总结81
习题82
附注与参考84
[0第0]5章路径和轨迹规划85
5.1位形空间85
5.2基于势场的路径规划88
5.2.1引力场88
5.2.2斥力场90
5.2.3将工作空间力映射到关节力矩91
5.2.4梯度下降规划93
5.3逃离局部小值94
5.4概率路线图方[0法0]95
5.4.1位形空间内的采样96
5.4.2连接位形对96
5.4.3增强97
5.4.4路径光滑化97
5.5轨迹规划97
5.5.1点到点运动的轨迹98
5.5.2通过中间点确定的轨迹103
5.6本章总结105
习题106
附注与参考106
[0第0]6章[0独0]立关节控制108
6.1驱动器的动力[0学0]109
6.2[0独0]立关节模型110
6.3设定点跟踪111
6.3.1比例微分补偿控制器111
6.3.2比例积分微分补偿控制器113
6.3.3饱和与柔性的影响114
6.4前馈控制115
6.5传动系统的动力[0学0]116
6.6状态空间设计119
6.6.1状态反馈控制120
6.6.2观测器121
6.7本章总结123
习题124
附注与参考126
[0第0]7章动力[0学0]127
7.1欧拉拉格朗日方程127
7.1.1动机127
7.1.2完整约束和虚功129
7.1.3达朗贝尔原理131
7.2动能和势能133
7.2.1惯性张量133
7.2.2n�擦�杆机器人的动能134
7.2.3n�擦�杆机器人的势能135
7.3运动方程135
7.4一些常见位形136
7.5机器人动力[0学0]方程的性质142
7.5.1反对称性和无源性143
7.5.2惯性矩阵的界限144
7.5.3参数的线性化144
7.6牛顿欧拉方[0法0]145
7.6.1重温平面肘型机械臂149
7.7本章总结151
习题153
附注与参考154
[0第0]8章多变量控制155
8.1重温PD控制155
8.1.1关节柔性的影响157
8.2逆动力[0学0]158
8.2.1关节空间内的逆动力[0学0]158
8.2.2任务空间内的逆动力[0学0]160
8.3鲁棒和自适应运动控制161
8.3.1鲁棒逆运动[0学0]161
8.3.2自适应逆运动[0学0]164
8.4基于无源性的运动控制165
8.4.1基于无源性的鲁棒控制166
8.4.2基于无源性的自适应控制167
8.5本章总结168
习题171
附注与参考171
[0第0]9章力控制173
9.1坐标系和约束173
9.1.1对偶基174
9.1.2自然约束和人工约束175
9.2网络模型和阻抗176
9.2.1阻抗操作符177
9.2.2阻抗操作符的分类177
9.2.3戴维南和诺顿等效177
9.3任务空间内的动力[0学0]和控制178
9.3.1任务空间内的动力[0学0]178
9.3.2阻抗控制178
9.3.3混合阻抗控制179
9.4本章总结181
习题182
附注与参考182
[0第0]10章几何非线性控制183
10.1背景介绍183
10.1.1流形、向量场和分布183
10.1.2弗罗贝尼乌斯定理186
10.2反馈线性化187
10.3单输入系统188
10.4n�擦�杆机器人的反馈线性化193
10.5非完整系统195
10.5.1对合和完整性196
10.5.2无碛控制系统196
10.5.3非完整系统实例197
10.6周氏定理199
10.7无碛系统的控制200
10.8本章总结201
习题202
附注与参考203
[0第0]11章计算机视觉204
11.1成像几何204
11.1.1相机坐标系204
11.1.2透视投影205
11.1.3成像平面和传感器阵列205
11.2相机标定206
11.2.1相机的外部参数206
11.2.2相机的内部参数206
11.2.3确定相机参数207
11.3阈值分割208
11.3.1简略的统计回顾209
11.3.2自动选择阈值210
11.4连通区域213
11.5位置和方向214
11.5.1图像矩215
11.5.2物体的质心和中心矩215
11.5.3物体的方向215
11.6本章总结217
习题217
附注与参考219
[0第0]12章基于视觉的控制220
12.1设计要点220
12.1.1相机位形220
12.1.2基于图像的方[0法0]与基于位置的方[0法0]221
12.2相机运动和交互作用矩阵221
12.3点特征的交互作用矩阵222
12.3.1固定点相对于移动相机的速度223
12.3.2构建交互作用矩阵224
12.3.3点间交互作用矩阵的性质225
12.3.4多点的交互作用矩阵226
12.4基于图像的控制律226
12.4.1计算相机运动227
12.4.2比例控制方案227
12.4.3基于图像的视觉伺服系统的表现228
12.5末端执行器和相机的运动230
12.6划分方[0法0]231
12.7运动感[0知0]233
12.8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