本书主要介绍柔性机器人(包括柔性冗余度机器人和柔性臂空间机器人)建模、运动学/动力学分析、轨迹规划、振动抑制与轨迹跟踪控制的若干方法。全书共分8章,包括绪论、柔性臂机器人动力学建模、柔性臂空间机器人动力学建模、柔性冗余度机器人动力学分析、柔性双臂空间机器人运动学分析、柔性双臂空间机器人轨迹规划、柔性臂空间机器人抑振轨迹规划和柔性臂机器人控制。书中给出了一个柔性双臂空间机器人和一个两连杆柔性机器人的完整的动力学方程,并对所介绍的理论方法给出仿真实例。

本书适合作为高等学校相关专业研究生的学习参考书,也可供从事机器人研究和应用的科技工作者参考。

前辅文
第1章 绪论
  1.1 柔性机器人研究现状
   1.1.1 柔性机器人动力学建模
   1.1.2 柔性机器人动力学控制
  1.2 冗余度机器人研究现状
   1.2.1 冗余度机器人优化目标及优化策略
   1.2.2 冗余度机器人优化算法的实现
   1.2.3 柔性冗余度机器人研究现状
  1.3 空间机器人研究现状
   1.3.1 空间机器人运动学与动力学建模
   1.3.2 空间机器人动力学奇异与工作空间分析
   1.3.3 空间机器人本体位姿扰动控制
   1.3.4 空间机器人非完整路径规划
   1.3.5 空间机器人计算机仿真
   1.3.6 柔性臂空间机器人
  参考文献
第2章 柔性臂机器人动力学建模
  2.1 假设模态法
   2.1.1 平面两连杆柔性机器人的动力学建模——简支梁边界条件
   2.1.2 动力学方程的符号推导
   2.1.3 动力学方程的离散形式
  2.2 子杆法
   2.2.1 单个柔性杆的虚拟刚性子杆及被动关节模型
   2.2.2 动静态参数计算
   2.2.3 子杆数目及子杆法适用范围的讨论
   2.2.4 柔性机器人整体动力学模型
   2.2.5 结构阻尼系数
   2.2.6 算例仿真及结果分析
  参考文献
第3章 柔性臂空间机器人动力学建模
  3.1 柔性双臂空间机器人动力学建模
   3.1.1 坐标系建立
   3.1.2 变换矩阵
   3.1.3 坐标向量
   3.1.4 速度、角速度向量
   3.1.5 系统动能
   3.1.6 质量矩阵
   3.1.7 刚度矩阵
   3.1.8 质量矩阵对广义坐标的偏导数
   3.1.9 离心力和哥氏力
   3.1.10 广义主动力
   3.1.11 动力学方程及其分解
  3.2 动力学方程求解
   3.2.1 求解流程
   3.2.2 矩阵求逆算法
   3.2.3 数值积分算法
   3.2.4 动力学逆解算法
  参考文献
第4章 柔性冗余度机器人动力学分析
  4.1 柔性冗余度机器人振动控制的复模态算法
   4.1.1 刚性冗余度机器人运动学反解基本问题概述
   4.1.2 柔性冗余度机器人运动学反解
   4.1.3 柔性冗余度机器人的计算力矩抑振控制原理
   4.1.4 自运动选择方法
   4.1.5 算例仿真及结果分析
  4.2 柔性冗余度机器人的力矩优化
   4.2.1 关节力矩优化方案
   4.2.2 动力学优化算法
   4.2.3 数值仿真
  参考文献
第5章 柔性双臂空间机器人运动学分析
  5.1 空间机器人雅可比
   5.1.1 柔性双臂空间机器人雅可比矩阵
   5.1.2 系统广义雅可比矩阵
   5.1.3 对等刚性系统雅可比矩阵
   5.1.4 对等刚性系统质量矩阵
   5.1.5 对等刚性系统广义雅可比矩阵
  5.2 空间机器人工作空间
   5.2.1 对等刚性系统工作空间分析
   5.2.2 柔性臂空间机器人工作空间分析
   5.2.3 对称运动工作空间分析
  参考文献
第6章 柔性双臂空间机器人轨迹规划
  6.1 时间参数化算法
  6.2 基座运动轨迹规划
   6.2.1 路径规划
   6.2.2 动力学约束
  6.3 捕捉目标的关节运动轨迹规划
   6.3.1 运动学逆解
   6.3.2 路径规划与动力学约束
  6.4 综合规划及仿真实例
   6.4.1 综合规划算法
   6.4.2 仿真实例
  6.5 非完整运动规划
   6.5.1 自由飘浮空间机器人的非完整性
   6.5.2 非完整运动规划算法
   6.5.3 空间机器人非完整关节运动规划
   6.5.4 仿真实例
  参考文献
第7章 柔性臂空间机器人抑振轨迹规划
  7.1 振动抑制轨迹规划原理
  7.2 轨迹描述与生成
  7.3 振动抑制轨迹规划算法
  7.4 仿真实例
  参考文献
第8章 柔性臂机器人控制
  8.1 逆动力学控制
   8.1.1 控制算法
   8.1.2 逆动力学控制算法稳定性分析
   8.1.3 逆动力学控制仿真
  8.2 神经网络控制
   8.2.1 分块策略及动力学模型
   8.2.2 神经网络控制方案
   8.2.3 学习样本
  8.2.4 神经网络控制仿真
  参考文献
索引
版权

新一代信息科学与技术丛书