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冗余空间机器人操作臂:运动学.轨迹规划及控制 版权信息
- ISBN：9787030548283
- 条形码：9787030548283 ; 978-7-03-054828-3
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
冗余空间机器人操作臂:运动学.轨迹规划及控制 本书特色
本书对冗余空间(此处的“空间”，与“平面”相对应)机器人操作臂运动学、轨迹规划与控制等进行系统、深入的论述，包括冗余机器人构型设计、正运动学建模、解析逆运动学求解方法、奇异分析及奇异回避、障碍回避、容错控制、力柔顺控制等。所介绍的方法，可以解决各种典型结构的冗余机械臂，包括球腕及非球腕机械臂的相关问题。书中涉及的理论及方法大多已发表在国际**期刊上，或在**国际学术会议上宣读过，并已实际用于我国航天项目和工业领域中，具有较强的创新性与实用价值。
冗余空间机器人操作臂:运动学.轨迹规划及控制 内容简介
徐文福、梁斌著的《冗余空间机器人操作臂——运动学轨迹规划及控制》对冗余空间（此处的“空间”，与“平面”相对应）机器人操作臂运动学、轨迹规划与控制等进行系统、深入的论述，包括冗余机器人构型设计、正运动学建模、解析逆运动学求解方法、奇异分析及奇异回避、障碍回避、容错控制、力柔顺控制等。所介绍的方法，可以解决各种典型结构的冗余机械臂，包括球腕及非球腕机械臂的相关问题。书中涉及的理论及方法大多已发表在国际顶级期刊上，或在顶级国际学术会议上宣读过，并已实际用于我国航天项目和工业领域中，具有较强的创新性与实用价值。本书可作为高等院校相关专业研究生和高年级本科生的教材，也可供从事机器人技术研究及应用的研发人员及工程技术人员参考。
冗余空间机器人操作臂:运动学.轨迹规划及控制 目录
序前言
第1章 绪论1.1 冗余机器人的概念及内涵1.1.1 冗余机器人及冗余性1.1.2 自运动1.1.3 奇异性和逃逸性1.2 冗余机械臂的必要性分析1.3 冗余空间机器人国内外发展现状1.3.1 国际空间站冗余机器人1.3.2 自由飞行的冗余空间机器人1.3.3 地面应用的冗余机械臂1.4 冗余空间机器人研究中的热点问题1.4.1 冗余空间机器人解析逆运动学1.4.2 运动学奇异分析与奇异回避1.4.3 冗余空间机器人障碍回避1.4.4 冗余空间机器人被动柔顺控制1.4.5 冗余空间机器人容错控制1.5 小结第2章 冗余空间机器人操作臂的构型设计2.1 典型冗余机械臂构型分类2.1.1 球腕冗余机械臂构型2.1.2 非球腕冗余机械臂构型2.2 球腕冗余机械臂*优构型设计2.2.1 七自由度球腕冗余机械臂的设计依据2.2.2 *优构型（无偏置SRS）的确定2.2.3 肘部偏置式SRS机械臂臂型设计2.3 非球腕冗余机械臂通用构型设计2.3.1 常见的七自由度非球腕冗余机械臂构型2.3.2 通用的非球腕冗余机械臂构型设计2.4 小结第3章 冗余空间机械臂运动学建模基础3.1 变量及坐标系定义3.1.1 刚体位置的描述3.1.2 刚体姿态的表示3.1.3 关节位置变量与末端位姿变量3.1.4 关节速度变晕与末端速度变量3.2 机器人D-H坐标系建立规则3.2.1 D-H坐标系定义3.2.2 D-H坐标系建立的步骤3.3 位置级运动学方程3.3.1 位置级正运动学方程3.3.2 位置级逆运动学方程3.4 速度级运动学方程3.4.1 速度级正运动学方程3.4.2 速度级逆运动学方程3.5 冗余机器人速度级逆运动学求解方法3.5.1 常规梯度投影法及其局限性3.5.2 逆运动学实时计算法3.6 小结第4章 关节角参数化解析逆运动学求解4.1 基于关节角的冗余参数描述4.2 连续三轴平行冗余机械臂的关节角参数化4.2.1 连续三轴平行机械臂关节角参数化方法4.2.2 三轴平行型机械臂关节角参数化算例分析4.3 两两垂直型冗余机械臂关节角参数化4.3.1 两两垂直型冗余机械臂关节角参数化方法4.3.2 两两垂直型机械臂逆运动学求解流程4.3.3 两两垂直型机械臂关节角参数化算例分析4.4 小结第5章 臂型角参数化解析逆运动学求解5.1 基于臂型角的冗余参数描述5.2 臂型角参数化求解方法5.2.1 肘部关节角的求解5.2.2 初始姿态ORW=0的求解5.2.3 肩部关节角的求解5.2.4 腕部关节角的求解5.2.5 臂型角参数化求解过程5.3 无奇异双臂型角参数化方法5.3.1 双臂型角的定义5.3.2 双臂型角参数化求解方法5.4 典型7DOF冗余机械臂逆运动学求解5.4.1 SRS三轴平行型机械臂逆运动学5.4.2 SRS两两垂直型机械臂逆运动学5.4.3 SSRMS肩-肘-腕偏置型机械臂逆运动学5.5 小结第6章 冗余机器人路径规划方法6.1 机器人规划的基本概念6.1.1 机器人规划的层次划分6.1.2 机器人的路径规划6.1.3 机器人的路径规划与控制的关系6.2 关节空间路径规划6.2.1 梯形速度插值6.2.2 用抛物线拟合的线性插值6.2.3 三次多项式插值6.2.4 五次多项式插值6.2.5 三次样条插值6.3 笛卡儿空问路径规划6.3.1 基于位置级求逆的笛卡儿空问路径规划6.3.2 基于速度级求逆的笛卡儿空间路径规划6.3.3 基于驱动函数的笛卡儿直线轨迹规划6.4 小结第7章 基于Jacobian矩阵初等变换的运动学奇异分析7.1 改造后的微分运动学方程7.1.1 运动螺旋的改造7.1.2 运动方程的改造7.1.3 不同参考系对Jacobian矩阵奇异条件的影响7.2 不改变关节独立性的Jacobian矩阵初等变换7.2.1 初等行变换7.2.2 初等列变换7.3 球腕机械臂奇异构型分析7.3.1 球腕机械臂改造后的Jacobian矩阵7.3.2 Jacobian矩阵的初等变换7.3 3球腕机械臂实例分析7.4 非球腕机械臂奇异构型分析7.4.1 非球腕机械臂改造后的Jacobian矩阵7.4.2 Jacobian矩阵的初等变换7.4.3 欧洲机械臂奇异条件分析实例7.4.4 国际空间站遥操作机械臂的奇异条件分析7.5 单关节锁定后退化的六自由度机械臂奇异分析7.6 小结第8章 冗余机器人运动空间分解及奇异回避8.1 传统的奇异回避方法及其缺陷8.1.1 Jacobian矩阵的奇异值分解8.1.2 基于阻尼*小方差法的奇异回避路径规划8.1.3 基于梯度投影法的奇异回避路径规划8.1.4 其他常规方法8.2 运动空间分解8.3 单关节锁定下退化的六自由度机械臂奇异规避8.3.1 阻尼*小二乘法求解子问题8.3.2 基于阻尼倒数的实用方法8.4 降阶的冗余机械臂奇异规避方法8.4.1 降阶法原理8.4.2 降阶的可操作性优化方法8.4.3 降阶的分块主子式优化方法8.4.4 奇异条件参数优化算法8.4.5 计算量比较8.4.6 奇异回避方法仿真验证8.5 进一步讨论8.5.1 算法的普适性8.5.2 参考系的选取8.6 小结第9章 冗余机器人障碍回避方法9.1 典型障碍物几何建模9.1.1 典型设备轮廓分析9.1.2 典型障碍物的建模9.1.3 障碍物属性的定义及任意坐标系下的描述9.2 避障规划9.2.1 避障规划原理9.2.2 障碍回避方法9.3 避障规划仿真9.3.1 球形避碰轨迹规划仿真9.3.2 圆柱形避碰轨迹规划仿真9.3.3 正方体避碰轨迹规划仿真9.4 小结第10章 冗余机器人力柔顺控制方法10.1 机器人柔顺控制方法分类10.2 冗余空间机械臂及接触建模10.2.1 空间机械臂和ORU的构型及参数10.2.2 空间机器人多体动力学建模10.2.3 工作环境建模10.3 冗余空间机械臂的阻抗控制方法的研究10.3.1 阻抗控制的基本原理10.3.2 基于位置的阻抗控制10.3.3 基于力的阻抗控制10.3.4 仿真验证10.3.5 基于力与基于位置的阻抗控制方法对比10.4 冗余空问机械臂的力／位混合控制方法10.4.1 力／位混合控制的基本原理10.4.2 选择矩阵的改进10.4.3位置环控制10.4.4 力环控制10.4.5 仿真验证10.4.6 阻抗控制与力／位混合控制对比10.5 冗余空间机械臂力柔顺控制实验10.5.1 实验设备10.5.2 恒力位移实验10.5.3 接触碰撞实验10.6 小结第11章 冗余机器人容错控制方法11.1 容错控制技术概述11.2 冗余机械臂容错性能分析11.2.1 冗余机器人运动学优化11.2.2 容错性能指标11.3 冗余机械臂单关节故障下的运动学建模11.3.1 单关节故障后重建D-H参数11.3.2 基于重建D-H参数表的运动学分析11.3.3 单关节故障情况下实例分析11.4 冗余机械臂单关节故障下的动力学建模11.4.1 单关节故障下机械臂的动力学参数11.4.2 单关节故障下的拉格朗日动力学方程11.5 冗余机械臂单关节故障下的轨迹规划和容错控制11.5.1 自运动空间位置级轨迹规划11.5.2 跟踪误差状态表达方程11.5.3 基于H-∞棒控制器设计11.5.4 MATLAB仿真实验结果分析11.6 小结参考文献
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