包郵 應用機器人學 運動學 動力學與控製技術 原書2版 機械電子電氣工程電子工程自動控製 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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• 運動學
• 動力學
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• 自動控製
• 應用機器人學
• 工程技術
• 原書2版

店鋪： 蘭興達圖書專營店

齣版社： 機械工業

ISBN：9787111577881

商品編碼：26215335702

圖書作者：[澳大利亞]雷紮N. 賈紮爾(RezaN.Jazar)

市場價：198.00

ISBN號：9787111577881

版次：1-1

齣版日期：2018-01

頁數：586

字數：919

齣版社：機械工業齣版社

    本書由澳大利亞墨爾本*傢理工大學的RezaN.Jazar所著，是原書的2版。全書分為運動學、動力學和控製技術3個部分，共15章，主要內容包括：概述、鏇轉*動學、定嚮運動學、運動運動學、正嚮運動學、逆嚮運動學、角速度、速度運動學、運動學中的數值法、加速度運動學、運動動力學、機器人動力學、路徑規劃、時間優控製、控製技術。本書可作為機械電子工程、電氣工程、電子工程、自動控製等專業的高年級本科生、工程碩士生或博士生以及理工科大學教師的教學參考書，也可供從事機器人和自動化設備或生産綫等應用開發工作的研發人員或相關工程技術人員學習和參考。 

譯者序

原書2版前言

原書*1版前言

*1章 概述 1

1.1 發展曆史 1

1.2 機器人元器件 2

1.2.1 連杆 2

1.2.2 關節 3

1.2.3 機械手 4

1.2.4 機械手腕 4

1.2.5 末端執行器 4

1.2.6 驅動器 5

1.2.7 傳感器 5

1.2.8 控製器 5

1.3 機器人的分類 5

1.3.1 幾何結構 5

1.3.2 工作空間 7

1.3.3 驅動 8

1.3.4 控製 9

1.3.5 應用 9

1.4 機器人運動學、動力學、控製概述 9

1.4.1 三元組 10

1.4.2 單位矢量 11

1.4.3 參考坐標係和坐標係統 11

1.4.4 矢量函數 13

1.5 機器人動力學問題 14

1.6 主題預覽 14

1.7 機器人———多學科交叉的機器 15

1.8 本章小結 15

習題 16

Ⅰ部分 機器人運動學

2章 鏇*運動學 21

2.1 繞全局直角坐標軸鏇轉 21

2.2 繞全局直角坐標軸連續鏇轉 27

2.3 全局翻滾角、俯仰角、偏航角 30

2.4 繞局部直角坐標軸鏇轉 31

2.5 繞局部直角坐標軸連續鏇轉 34

2.6 歐拉角 35

2.7 局部翻滾角、俯仰角、偏航角 43

2.8 局部軸對全局軸鏇轉 44

2.9 一般變換 46

2.10 主動變換和被動變換 51

2.11 本章小結 53

習題 54

3章 定嚮運動學 62

3.1 軸角鏇轉 62

3.2 歐拉參數 70

3.3 歐拉參數的確定 75

3.4 四元數 77

3.5 自鏇張量與鏇轉張量 80

3.6 錶述鏇轉過程中的問題 82

3.6.1 鏇轉矩陣 83

3.6.2 角軸 84

3.6.3 歐拉角 84

3.6.4 四元數 85

3.6.5 歐拉參數 87

3.7 鏇轉的閤成與分解 88

3.8 本章小結 92

習題 93

4章 運動的運動學 100

4.1 剛體運動 100

4.2 齊次變換 103

4.3 逆齊次變換 109

4.4 復閤齊次逆變換 114

4.5 螺鏇坐標 121

4.6 逆螺鏇運動 134

4.7 復閤螺鏇變換 136

4.8 普呂剋(Plücker)坐標 139

4.9 綫幾何和麵幾何 144

4.9.1 矢量矩 144

4.9.2 角度和距離 145

4.9.3 平麵和綫 145

4.10 螺鏇坐標和普呂剋坐標 148

4.11 本章小結 149

習題 150

5章 正嚮運動學 158

5.1 D-H注釋 158

5.2 相鄰兩坐標係間的變換 164

5.3 機器人正嚮位置運動學 177

5.4 球形手腕 186

5.5 組裝運動學 194

5.6 螺鏇坐標變換 203

5.7 非D-H法 207

5.8 本章小結 212

習題 212

6章 逆嚮運動學 222

6.1 解耦技術 222

6.2 逆變換技術 234

6.3 迭代技術 246

6.4 逆嚮運動技術比較 249

6.4.1 解的存在性和weiyi性 249

6.4.2 逆嚮運動技術 250

6.5 奇異配置 250

6.6 本章小結 252

習題 252

7章 角速度 260

7.1 角速度矢量及其矩陣 260

7.2 時間導數和坐標係 269

7.3 剛體速度 276

7.4 速度變換矩陣 280

7.5 齊次變換矩陣的導數 286

7.6 本章小結 292

習題 292

8章 速度運動學 298

8.1 剛性連杆速度 298

8.2 正嚮速度運動學 302

8.3 雅可比生成矢量 310

8.4 逆嚮速度運動學 320

8.5 本章小結 326

習題 326

9章 運動學中的數值法 333

9.1 綫性代數方程 333

9.2 矩陣求逆 343

9.3 非綫性代數方程 348

9.4 連杆變換矩陣中的雅可比矩陣 353

9.5 本章小結 360

習題 360

Ⅱ部分 機器人動力學

Ⅲ部分 機器人控製

深入探索機械運動的奧秘：現代工程的基石 《包郵 應用機器人學：運動學、動力學與控製技術（原書第二版）》 是一部涵蓋瞭機器人學核心理論與實踐的權威著作。本書深入淺齣地剖析瞭機器人係統設計與分析的關鍵要素，為工程師、研究人員以及對機器人技術充滿熱情的學習者提供瞭寶貴的知識體係。本書第二版在原有基礎上進行瞭 extensive 的更新與完善，尤其在運動學、動力學以及先進控製策略方麵，融入瞭最新的研究成果與工程實踐經驗，使其成為理解和構建復雜機器人係統的必不可少的手冊。 核心內容精要： 本書的核心內容圍繞著機器人係統運動的三個關鍵維度展開：運動學（Kinematics）、動力學（Dynamics） 和 控製技術（Control Technology）。 第一部分：機器人運動學——理解機器人的幾何運動 在這一部分，本書詳細闡述瞭機器人運動學的基本原理。運動學研究的是機器人構件之間的幾何關係，以及這些關係如何隨時間變化，而不考慮引起運動的力。這包括： 機器人結構與連杆描述： 詳細介紹瞭機器人手臂的組成，如連杆（links）和關節（joints）。通過齊次變換（Homogeneous Transformations）等數學工具，精確地描述瞭各連杆之間的相對位置和姿態。這是理解機器人運動的基礎。 正嚮運動學（Forward Kinematics）： 講解瞭如何根據關節變量（如角度或位移）來計算機器人末端執行器（end-effector）在空間中的位置和姿態。這使得我們能夠知道機器人“在哪裏”以及“如何擺放”。 逆嚮運動學（Inverse Kinematics）： 這是運動學中最具挑戰性的部分之一。本書深入探討瞭如何根據期望的末端執行器位置和姿態，來求解所需的關節變量。這對於讓機器人執行特定任務至關重要，例如抓取一個物體或在特定位置完成焊接。本書提供瞭多種求解方法，並分析瞭它們的優缺點。 雅可比矩陣（Jacobian Matrix）： 詳細闡述瞭雅可比矩陣在機器人運動學中的作用。它連接瞭關節速度和末端執行器速度，對於分析機器人的速度和奇異性（singularities）至關重要。理解雅可比矩陣能夠幫助我們預測機器人在某些姿態下可能齣現的運動限製或不穩定現象。 工作空間（Workspace）： 介紹瞭機器人的工作空間，即末端執行器可以到達的所有可能位置和姿態的集閤。分析工作空間對於機器人任務規劃和性能評估至關重要。 第二部分：機器人動力學——理解機器人的運動與力 當運動學解決瞭“如何移動”的問題後，動力學則深入探究“為什麼會移動”以及“移動的代價”。動力學研究的是與機器人運動相關的力、力矩以及能量。 牛頓-歐拉方法（Newton-Euler Method）： 本書詳細介紹瞭如何使用牛頓-歐拉方法來建立機器人的動力學方程。這種方法通過逐個構件分析每個連杆受到的力和力矩，最終推導齣整個機器人的動力學模型。 拉格朗日方法（Lagrangian Method）： 提供瞭另一種建立動力學模型的強大工具——拉格朗日方法。這種方法基於能量守恒原理，利用動能和勢能來推導動力學方程，通常能夠得到更簡潔和係統化的模型。 慣性矩陣（Inertia Matrix）： 解釋瞭慣性矩陣在機器人動力學中的核心作用。它描述瞭機器人的慣性特性，即機器人抵抗速度變化的趨勢，並且是動力學方程中的一個關鍵項。 科裏奧利力和離心力（Coriolis and Centrifugal Forces）： 詳細分析瞭這些在機器人運動過程中産生的非綫性力，它們對機器人的運動産生顯著影響，尤其是在高速運動時。 重力效應（Gravity Effects）： 闡述瞭重力如何影響機器人的運動，以及如何在動力學模型中進行補償。 動力學模型的應用： 討論瞭動力學模型在軌跡規劃、仿真以及模型預測控製等方麵的應用。準確的動力學模型是實現高性能機器人控製的前提。 第三部分：機器人控製技術——實現機器人的精確與智能運動 在掌握瞭運動學和動力學的基礎上，本書將重點轉嚮如何設計和實現有效的控製策略，以使機器人能夠精確、穩定且高效地完成任務。 PID控製（Proportional-Integral-Derivative Control）： 作為一種基礎且廣泛應用的控製算法，本書深入講解瞭PID控製器的原理、參數整定方法以及在機器人控製中的應用。 反饋控製（Feedback Control）： 闡述瞭反饋控製的基本思想，即利用傳感器的測量信息來調整控製輸齣，以糾正偏差並達到期望的目標。 模型依賴控製（Model-Based Control）： 詳細介紹瞭利用機器人動力學模型來設計更先進的控製策略。這包括： 逆動力學控製（Inverse Dynamics Control）： 利用已知的關節軌跡和模型，計算所需的關節力矩，以精確地實現期望的運動。 前饋控製（Feedforward Control）： 在反饋控製的基礎上，加入基於模型預測的補償項，以提高係統的響應速度和精度。 軌跡跟蹤控製（Trajectory Tracking Control）： 講解瞭如何設計控製器，使機器人的末端執行器能夠精確地跟隨預定義的運動軌跡。 先進控製方法： 引入瞭更復雜的控製技術，例如： 自適應控製（Adaptive Control）： 用於處理機器人模型參數不確定或變化的場景。 魯棒控製（Robust Control）： 設計能夠容忍一定程度模型不確定性和外部乾擾的控製器。 滑模控製（Sliding Mode Control）： 一種能夠處理非綫性係統和外部擾動的強有力方法。 零動力學控製（Zero Dynamics Control）： 一種用於實現內稟穩定性的高級控製技術。 力控製（Force Control）： 探討瞭如何讓機器人與其環境進行交互，精確地控製施加的力。這對於裝配、打磨等任務至關重要。 位置-力混閤控製（Hybrid Position-Force Control）： 結閤瞭位置控製和力控製的優點，允許機器人在某些自由度上精確控製位置，而在另一些自由度上精確控製力。 機器人控製的挑戰與未來方嚮： 討論瞭當前機器人控製領域麵臨的挑戰，例如高自由度機器人控製、協同控製、人機協作中的安全控製等，並展望瞭未來的發展趨勢。 本書的特點與價值： 係統性與全麵性： 本書提供瞭一個完整且連貫的機器人學學習路徑，從基礎的運動學到復雜的控製理論，覆蓋瞭核心知識點。 理論與實踐的結閤： 書中不僅提供瞭嚴謹的數學推導和理論分析，還輔以大量的工程實例和應用場景，幫助讀者將理論知識應用於實際問題。 原書第二版的優勢： 相較於第一版，第二版加入瞭許多最新的研究成果和技術進展，例如對先進控製算法的更深入探討，以及對多機器人係統和人機協作等新興領域的初步介紹。 清晰的邏輯結構： 各章節之間邏輯清晰，層層遞進，使得讀者能夠循序漸進地掌握復雜的概念。 豐富的插圖與圖錶： 大量的插圖、圖錶和示意圖直觀地解釋瞭抽象的數學概念和機器人結構，大大提高瞭學習效率。 適閤的讀者群體： 本書非常適閤機械工程、電子工程、自動化、計算機科學等相關專業的本科生、研究生，以及從事機器人研發、設計、製造和應用領域的工程師、研究人員。 總而言之，《包郵 應用機器人學：運動學、動力學與控製技術（原書第二版）》不僅僅是一本教材，更是一份通往現代機器人技術核心領域的詳盡指南。它為理解和掌握機器人係統的設計、分析和控製奠定瞭堅實的基礎，是任何渴望深入瞭解並駕馭這個日新月異的工程領域的專業人士的必備讀物。通過本書的學習，讀者將能夠深刻理解機器人如何感知世界、如何規劃行動、如何執行任務，並最終能夠設計齣更加智能、高效和安全的機器人係統。

評分☆☆☆☆☆

這本書的“應用”部分，讓我看到瞭理論知識的巨大潛力。書中不僅講解瞭機器人學的基本原理，還結閤瞭許多實際的應用案例，比如工業自動化、醫療機器人等。這讓我更加深刻地理解瞭機器人技術在現實世界中的重要性，以及如何將所學的理論知識轉化為解決實際問題的工具。我特彆喜歡書中對不同類型機器人的運動學和動力學分析，這讓我能夠根據具體應用場景，選擇最適閤的機器人類型和控製策略。這本書不僅僅是一本教科書，更像是一本指導我深入探索機器人世界的指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的“控製技術”部分，是我最感興趣的闆塊之一。它從基礎的PID控製講起，逐步深入到更復雜的控製方法，例如自適應控製和魯棒控製。我尤其欣賞書中對這些控製方法是如何應用於機器人係統中的詳細闡述。比如，在講解軌跡跟蹤控製時，書中通過一個具體的機器人手臂運動的例子，演示瞭如何設計一個控製器來確保機器人能夠精確地按照預定的路徑運動。書中還考慮瞭實際應用中可能遇到的各種擾動和不確定性，並給齣瞭相應的應對策略，這對於我理解如何構建穩定可靠的機器人控製係統非常有啓發。

評分☆☆☆☆☆

我最近在深入研究電子工程和自動控製方麵的內容，而這本書《包郵 應用機器人學 運動學 動力學與控製技術 原書2版》提供瞭一個非常棒的學習平颱。我一直對機器人是如何精準地執行復雜任務感到好奇，這本書詳細地解釋瞭其中的奧秘。它從運動學的角度，讓我理解瞭機器人手臂的每一個關節是如何協調工作的，以及如何計算齣末端執行器的精確位置。更重要的是，它還深入到瞭動力學的層麵，讓我明白在機器人運動過程中，慣性、重力和摩擦力等因素是如何影響其運動軌跡的。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對自動控製領域充滿興趣的學生，這本《包郵 應用機器人學 運動學 動力學與控製技術 原書2版》提供瞭一個非常紮實的理論基礎。它的運動學部分，清晰地解釋瞭齊次變換、雅可比矩陣等關鍵概念，讓我能夠理解機器人的關節變量如何映射到笛卡爾坐標係中的位置和姿態。我特彆欣賞書中對不同類型的機器人（例如串聯機器人、並聯機器人）的運動學分析，這讓我能夠更全麵地瞭解機器人的幾何結構如何影響其運動能力。而且，書中還提供瞭很多示例，引導我一步步地進行計算和推導，極大地加深瞭我對抽象概念的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的“動力學”章節對我來說是一次徹底的“啓濛”。我之前對機器人如何受力、如何産生運動一直感到模糊，而這本書則非常係統地闡述瞭這個問題。它從剛體動力學的基本原理齣發，逐步引導讀者理解慣性力、科裏奧利力等概念，並通過具體的例子，例如一個機械臂在運動過程中産生的力矩，來解釋這些理論是如何在實際中應用的。書中對於動力學模型的建立，提供瞭兩種主流方法——牛頓-歐拉法和拉格朗日法，並且詳細對比瞭它們的優缺點，這讓我能夠根據不同的應用場景選擇最閤適的建模方式。

評分☆☆☆☆☆

這本《包郵 應用機器人學 運動學 動力學與控製技術 原書2版》絕對是機械電子和電氣工程領域的寶藏。我尤其對書中關於“控製技術”的部分印象深刻。作者在講解過程中，始終強調理論與實踐的緊密結閤。例如，在介紹PID控製器時，不僅詳細解釋瞭比例、積分、微分項的物理意義，還深入探討瞭不同參數整定方法的效果，並給齣瞭實際的仿真案例，讓我能夠直觀地看到不同參數設置對係統響應的影響。更讓我驚喜的是，書中還涉及瞭一些更先進的控製策略，比如模型預測控製，這對於我理解如何讓機器人更智能、更高效地完成任務非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠係統性地講解機器人動力學和控製技術的書籍，終於找到瞭這本《包郵 應用機器人學 運動學 動力學與控製技術 原書2版》。這本書的動力學部分，讓我對機器人的受力分析、慣性、摩擦力等物理概念有瞭更深刻的理解。它不僅僅是簡單地給齣公式，而是詳細地分析瞭牛頓-歐拉法和拉格朗日法這兩種主要的動力學建模方法，並用清晰的步驟演示瞭如何推導齣機器人的動力學方程。最讓我驚喜的是，在講解控製技術時，這本書並沒有局限於單一的控製算法，而是從PID控製到更高級的自適應控製和魯棒控製，都進行瞭詳盡的介紹，並且結閤瞭具體的機器人控製實例，比如如何實現精準的軌跡跟蹤和力控。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠幫助我掌握機器人運動學和動力學之間聯係的書籍，而這本《包郵 應用機器人學 運動學 動力學與控製技術 原書2版》恰好滿足瞭我的需求。運動學部分為我打下瞭堅實的基礎，讓我理解瞭機器人的幾何學和運動學描述。而動力學部分則進一步深入，讓我理解瞭力、力和力矩如何影響機器人的運動。書中將這兩個領域巧妙地結閤起來，通過分析機器人的受力和運動方程，來解釋機器人的動態行為。我特彆喜歡它對慣性、阻尼和重力等因素在機器人動力學中的作用的細緻分析，這對於我理解如何控製機器人的運動至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本《包郵 應用機器人學 運動學 動力學與控製技術 原書2版》的結構非常閤理，讓我能夠循序漸進地學習。從運動學到動力學，再到控製技術，層層遞進，每個部分都為後續的學習打下瞭堅實的基礎。我特彆喜歡書中在講解復雜的公式和理論時，總是配以大量的圖示和清晰的文字說明，這極大地降低瞭理解的難度。我感覺自己就像是在和一位經驗豐富的導師一起學習，他不僅告訴我“是什麼”，更告訴我“為什麼”以及“如何做”。書中關於機器人本體動力學和驅動器動力學的分析，讓我對機器人係統的整體建模有瞭更全麵的認識。

評分☆☆☆☆☆

我最近剛入手一本非常有趣的關於機器人學基礎理論的書，雖然書名聽起來有些技術性，但它的內容絕對能讓你對機器人世界的運作方式有一個全新的認識。這本書巧妙地將數學原理與實際應用相結閤，從最基本的運動學開始，深入淺齣地講解瞭機器人如何移動、如何規劃路徑，以及在復雜環境中如何保持穩定。我特彆喜歡它在講解運動學概念時，不僅僅停留在理論層麵，還通過大量的圖示和實例，讓我能夠直觀地理解正運動學和逆運動學的原理。舉個例子，書中對於一個多關節機械臂的運動學分析，我感覺像是親手操作一樣，能夠清晰地看到每個關節的鏇轉如何影響末端執行器的位置和姿態。