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仿人機(jī)器人建模與控制

仿人機(jī)器人建模與控制

定 價(jià):¥129.00

作 者: (日)德拉戈米爾·N.涅切夫
出版社: 機(jī)械工業(yè)出版社
叢編項(xiàng):
標(biāo) 簽: 暫缺

ISBN: 9787111703730 出版時(shí)間: 2022-04-01 包裝:
開(kāi)本: 16開(kāi) 頁(yè)數(shù): 380 字?jǐn)?shù):  

內(nèi)容簡(jiǎn)介

  本書由來(lái)自日本的三位機(jī)器人專家撰寫,主要講解仿人機(jī)器人的分析、設(shè)計(jì)和控制中使用的模型。首先介紹仿人機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展歷史,總結(jié)當(dāng)前的先進(jìn)成果。接下來(lái)介紹運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)相關(guān)的理論基礎(chǔ),并對(duì)雙足平衡控制方法進(jìn)行了綜述。然后討論多指手機(jī)器人、雙臂機(jī)器人和多機(jī)器人系統(tǒng)的協(xié)作物體操作的模型和控制算法。之后介紹仿人機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)生成和控制,以及這些技術(shù)的應(yīng)用。后介紹仿真環(huán)境,并提供使用基于MATLAB的模擬器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真的詳細(xì)步驟。本書要求讀者具備一定的背景知識(shí),適合進(jìn)階階段的研究人員閱讀。

作者簡(jiǎn)介

暫缺《仿人機(jī)器人建模與控制》作者簡(jiǎn)介

圖書目錄

譯者序
前言
致謝
第1章緒論
1.1發(fā)展歷史
1.2仿人機(jī)器人設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1仿人機(jī)器人的人形特征
1.2.2仿人機(jī)器人設(shè)計(jì)中的權(quán)衡
1.2.3仿人機(jī)器人的人性化設(shè)計(jì)
1.3仿人機(jī)器人的特征
1.4仿人機(jī)器人的相關(guān)研究
1.4.1運(yùn)動(dòng)冗余、任務(wù)約束和最優(yōu)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解
1.4.2約束多體系統(tǒng)和接觸建模
1.4.3多指手和雙臂操作物體
1.4.4浮動(dòng)基座上的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
1.4.5其他相關(guān)領(lǐng)域的研究
1.5先修知識(shí)和章節(jié)安排
參考文獻(xiàn)
第2章運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1引言
2.2運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)
2.3正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
2.4微分運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.4.1運(yùn)動(dòng)旋量、空間速度和空間變換
2.4.2正微分運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.4.3逆微分運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.5奇異構(gòu)型下的微分運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.6可操作性橢球
2.7運(yùn)動(dòng)學(xué)冗余
2.7.1自運(yùn)動(dòng)
2.7.2逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題的通解
2.7.3加權(quán)廣義逆
2.7.4基于梯度投影的冗余分解
2.7.5基于擴(kuò)展雅可比矩陣的冗余分解
2.8多任務(wù)約束下的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解
2.8.1運(yùn)動(dòng)任務(wù)約束
2.8.2多任務(wù)冗余分解法
2.8.3迭代優(yōu)化法
2.8.4總結(jié)與討論
2.9接觸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)約束
2.9.1接觸關(guān)節(jié)
2.9.2接觸坐標(biāo)系
2.9.3無(wú)摩擦接觸關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
2.10封閉鏈的微分運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.10.1閉環(huán)支鏈的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)分析
2.10.2逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解
2.10.3正運(yùn)動(dòng)學(xué)解
2.11仿人機(jī)器人的微分運(yùn)動(dòng)關(guān)系
2.11.1準(zhǔn)速度、完整接觸約束和非完整接觸約束
2.11.2基于基礎(chǔ)準(zhǔn)速度表示的一階微分運(yùn)動(dòng)關(guān)系
2.11.3二階微分運(yùn)動(dòng)約束及其可積性
2.11.4具有混合準(zhǔn)速度的一階微分運(yùn)動(dòng)關(guān)系
2.11.5總結(jié)與討論
參考文獻(xiàn)
第3章靜力學(xué)
3.1引言
3.2力旋量和空間力
3.3接觸關(guān)節(jié):靜力學(xué)關(guān)系
3.3.1無(wú)摩擦接觸關(guān)節(jié)的靜力學(xué)模型
3.3.2有摩擦的接觸關(guān)節(jié)模型
3.3.3接觸關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)/力對(duì)偶關(guān)系
3.4獨(dú)立閉環(huán)鏈的動(dòng)力學(xué)關(guān)系
3.4.1接觸力旋量的正交分解
3.4.2閉環(huán)連桿力旋量和根連桿力旋量的正交分解
3.4.3肢體關(guān)節(jié)扭矩的分解
3.5力旋量分布問(wèn)題
3.5.1力旋量分布問(wèn)題的通解
3.5.2內(nèi)力/內(nèi)力矩:虛擬連桿模型
3.5.3確定環(huán)中的關(guān)節(jié)扭矩
3.5.4廣義逆的選擇
3.5.5關(guān)節(jié)扭矩分量中的優(yōu)先級(jí)
3.6仿人機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靜力學(xué)關(guān)系
3.6.1復(fù)合剛體及其力旋量
3.6.2相互依賴的閉環(huán)
3.6.3獨(dú)立閉環(huán)
3.6.4關(guān)節(jié)扭矩的確定
3.6.5說(shuō)明性示例
3.6.6總結(jié)與討論
3.7靜態(tài)姿勢(shì)的穩(wěn)定性和優(yōu)化
3.7.1靜態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性
3.7.2靜態(tài)姿勢(shì)優(yōu)化
3.8姿勢(shì)描述和對(duì)偶關(guān)系
參考文獻(xiàn)
第4章動(dòng)力學(xué)
4.1引言
4.2欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)
4.3平面上簡(jiǎn)單的欠驅(qū)動(dòng)模型
4.3.1線性倒立擺模型
4.3.2足部建模:由壓力中心驅(qū)動(dòng)的質(zhì)心動(dòng)力學(xué)
4.3.3線性反作用輪擺模型和角動(dòng)量轉(zhuǎn)軸
4.3.4反作用質(zhì)量擺模型
4.3.5平面上的多連桿模型
4.4簡(jiǎn)單的三維欠驅(qū)動(dòng)模型
4.4.1可變長(zhǎng)度的三維倒立擺
4.4.2球形足上倒立擺模型和平面上球體模型
4.4.3三維反作用輪擺模型
4.4.4三維反作用質(zhì)量擺模型
4.4.5三維多連桿模型
4.5固定基座機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型
4.5.1關(guān)節(jié)空間坐標(biāo)下的動(dòng)力學(xué)模型
4.5.2空間坐標(biāo)下的動(dòng)力學(xué)模型
4.5.3具有動(dòng)力學(xué)解耦分級(jí)結(jié)構(gòu)的零空間動(dòng)力學(xué)
4.6零重力下自由漂浮機(jī)械臂的空間動(dòng)量
4.6.1歷史背景
4.6.2空間動(dòng)量
4.6.3關(guān)節(jié)鎖定:復(fù)合剛體
4.6.4關(guān)節(jié)解鎖:多體符號(hào)
4.6.5自由漂浮機(jī)械臂的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)
4.7基于動(dòng)量的冗余分解
4.7.1動(dòng)量平衡原理
4.7.2基于空間動(dòng)量的冗余分解
4.7.3基于角動(dòng)量的冗余分解
4.7.4零重力下自由漂浮仿人機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)
4.8零重力下自由漂浮機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)方程
4.8.1用基座準(zhǔn)速度表示
4.8.2用混合準(zhǔn)速度表示
4.8.3用質(zhì)心準(zhǔn)速度表示
4.9基于反作用零空間的逆動(dòng)力學(xué)
4.10仿人機(jī)器人的空間動(dòng)量
4.11仿人機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方程
4.12約束力消元法
4.12.1高斯最小約束原理
4.12.2直接消元法
4.12.3Maggi方程(零空間投影法)
4.12.4范圍空間投影法
4.12.5總結(jié)與結(jié)論
4.13運(yùn)動(dòng)方程的簡(jiǎn)化形式
4.13.1基于關(guān)節(jié)空間動(dòng)力學(xué)的表示
4.13.2基于空間動(dòng)力學(xué)的表示(LagrangedAlembert公式)
4.13.3末端連桿空間坐標(biāo)中的運(yùn)動(dòng)方程
4.13.4總結(jié)與討論
4.14逆動(dòng)力學(xué)
4.14.1基于直接消元法/高斯法/Maggi法/投影法
4.14.2基于LagrangedAlembert公式
4.14.3基于關(guān)節(jié)空間動(dòng)力學(xué)的消元法
4.14.4總結(jié)與討論
參考文獻(xiàn)
第5章平衡控制
5.1概述
5.2動(dòng)態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性
5.3足上倒立擺穩(wěn)定性分析
5.3.1外推質(zhì)心和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定裕度
5.3.2外推質(zhì)心動(dòng)力學(xué)
5.3.3具有躍遷的離散狀態(tài)
5.3.4二維動(dòng)態(tài)穩(wěn)定區(qū)域
5.4平坦地面上的ZMP操作型穩(wěn)定化
5.4.1ZMP操作型穩(wěn)定器
5.4.2基于速度的三維ZMP操作型穩(wěn)定化
5.4.3ZMP調(diào)節(jié)器式穩(wěn)定器
5.4.4存在地面

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