具体描述
《柔顺机构学(中文版)》概述了柔顺机构学的发展和主要内容，介绍了进行柔顺机构分析与设计的最新有效方法，章节安排简洁、合理，引导读者从简单开始，通过举例发展到更具有挑战的概念，最终进入针对特殊类型装置的实际应用。作者将注意力集中在可用标准线性梁方程和更先进的伪刚体模型进行设计的柔顺机构上，给出了若干具有广泛应用的特殊用途柔顺机构例子，并用实例介绍了柔顺机构在MEMS中的应用。
机器人学与控制工程领域的前沿探索 本系列图书旨在为读者提供深入理解和掌握现代机器人学、机械设计及其相关控制理论的全面视角。我们精选了一系列反映当前学术研究热点与工程实践前沿的著作，内容涵盖了从基础理论构建到复杂系统集成的多个层次，力求为工程师、研究人员和高等院校师生提供一份坚实的知识基石与持续的灵感源泉。 本丛书的特色在于其内容的广度和深度兼备，既有经典理论的严谨阐述，也不乏新兴技术如人工智能、仿生学与软体机器人学的最新进展。我们致力于展现跨学科融合的趋势，强调理论与实践的紧密结合，旨在培养读者解决现实世界复杂工程问题的能力。 以下是本系列中精选的几部重点图书及其内容概述： --- 1. 《先进动力学系统建模与仿真技术》 ISBN/定价信息（虚构）： 978-7-5080-XXXX-X / 188.00 元 内容梗概： 本书聚焦于复杂机械系统，特别是具有非线性、高维自由度和时变特性的动力学系统的精确建模与高效仿真方法。它不仅涵盖了传统的欧拉-拉格朗日方程、牛顿-欧拉方程的建立与求解，更深入探讨了现代控制理论在动力学建模中的应用，如哈密顿系统理论、变分原理在约束系统描述中的应用。 关键章节内容提炼： 非光滑动力学： 详细分析了摩擦、碰撞等非光滑现象对系统稳定性和控制策略的影响，介绍了滑模控制（SMC）在处理不确定性和外部扰动方面的理论基础与实践案例。 多体系统（MBS）的约束处理： 探讨了如何使用坐标分割法、增强拉格朗日乘子法（ALM）以及投影法来处理复杂的运动学和动力学约束，这对刚柔耦合系统的分析至关重要。 高保真仿真环境构建： 介绍了基于有限元分析（FEA）与集中质量法相结合的柔顺体动力学建模流程。重点阐述了如何利用模块化框架（如Simscape Multibody或自主研发的数值积分器）实现实时或准实时仿真，以验证控制算法的鲁棒性。 随机动力学分析： 涵盖了在存在参数不确定性或随机载荷下的系统响应分析，包括随机微分方程（SDEs）的求解方法及其在疲劳寿命预测中的应用。 本书面向具备一定高等数学和经典力学基础的读者，是从事机械设计、机器人学和车辆工程领域深入研究的必备参考书。 --- 2. 《智能感知与决策：面向复杂环境的机器人自主导航》 ISBN/定价信息（虚构）： 978-7-5080-XXXX-Y / 165.00 元 内容梗概： 本书系统地梳理了当前机器人自主导航领域的核心技术，重点关注机器人在非结构化、动态变化环境下的感知、定位、路径规划与行为决策。它旨在弥合高层认知推理与底层传感器数据处理之间的鸿沟。 关键章节内容提炼： 多源异构数据融合SLAM： 详细对比了基于视觉（V-SLAM）、激光雷达（LiDAR SLAM）以及惯性测量单元（IMU）的定位技术。重点讲解了扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（UKF）以及因子图优化（Factor Graph Optimization）在回环检测和全局一致性矫正中的应用。 深度学习在环境语义理解中的应用： 探讨了卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）如何从原始传感器数据中提取语义信息（如障碍物分类、可通行区域识别），并将其转化为高层导航指令。 基于优化和采样的路径规划： 深入分析了A算法、Dijkstra算法的局限性，并重点介绍了概率路线图（PRM）和快速扩展随机树（RRT）等采样算法在处理高维状态空间时的效率优势。此外，书中还介绍了模型预测控制（MPC）在局部轨迹跟踪与避障中的实时优化框架。 行为层决策系统： 阐述了如何使用有限状态机（FSM）和行为树（Behavior Trees）来管理机器人的复杂行为序列，确保在突发事件发生时能够做出快速、合理的响应。 本书是机器人系统集成工程师和从事人工智能应用研究人员的重要参考资料，强调了数据驱动方法与经典控制理论的有机结合。 --- 3. 《高精度机电伺服系统的设计与控制》 ISBN/定价信息（虚构）： 978-7-5080-XXXX-Z / 155.00 元 内容梗概： 本书专注于现代精密机电系统中，尤其是高动态性能伺服驱动器和执行机构的设计、建模、控制方法。它着眼于如何通过先进的控制策略来补偿机械结构的不完美性，实现微米级甚至纳米级的运动精度。 关键章节内容提炼： 电机选型与驱动电路设计： 对永磁同步电机（PMSM）、无刷直流电机（BLDC）的结构特点、扭矩特性进行了对比分析。详细阐述了磁场定向控制（FOC）的数学原理、SVPWM（空间矢量脉宽调制）技术的实现细节及其对电流环动态响应的影响。 经典与现代反馈控制理论： 系统回顾了PID控制的优化（如增量式、位置/速度/电流串级控制）。重点引入了先进的补偿技术，如鲁棒控制（H-infinity）和自适应控制，以应对负载变化和系统参数漂移。 摩擦力与扰动补偿： 深入分析了静差、滞环和库仑摩擦的数学模型（如Stribeck模型）。详细介绍了如引入“死区补偿”、“负惯量补偿”以及利用观测器（如Luenberger观测器或扩张卡尔曼滤波 EKF）对外部扰动进行实时估计与前馈补偿的技术。 精确位置反馈与量化误差分析： 探讨了高分辨率编码器（如光栅、磁编码器）的接口原理，以及如何通过数字信号处理技术（如细分算法）来降低量化噪声，提高伺服系统的最终定位精度。 本书内容严谨，数学推导清晰，是伺服系统工程师、自动化设备开发人员不可或缺的专业手册。 --- 4. 《仿生机构与软体机器人学基础》 ISBN/定价信息（虚构）： 978-7-5080-XXXX-W / 178.00 元 内容梗概： 作为对传统刚体机器人的补充和延伸，本书系统介绍了模仿生物体形态和运动机理的新型机器人学分支——仿生机构学和软体机器人学。它探讨了如何利用柔性材料和分布式驱动实现复杂环境下的适应性运动。 关键章节内容提炼： 生物驱动机制的力学启发： 分析了昆虫、鱼类、蛇类等生物的运动学原理，并将其转化为工程可实现的驱动机制，如人工肌肉（如介电弹性体致动器 DEA、形状记忆合金 SMA）的工作原理和驱动特性。 软体机器人建模挑战： 区别于刚体系统的集中参数模型，本书详细介绍了连续体机器人（Continuum Robots）的建模方法，如曲率模型（例如基于Bishop帧的微分几何描述）和有限元模型（FEM）在模拟大变形问题中的应用。 软体执行器的驱动与控制： 探讨了气动人工肌肉（PAM）和流体驱动软体执行器的设计与控制。特别关注了如何实现对软体结构弯曲、伸长和扭转的精确（尽管非线性）控制。 软体机器人的感知集成： 讨论了如何将柔性应变传感器、电容传感器集成到软体结构中，实现对自身形态（Shape Sensing）的内反馈，这是实现自主软体运动控制的关键前提。 本书为材料科学家、生物工程研究人员以及寻求突破传统机器人结构限制的工程师提供了全新的研究视角和技术蓝图。 --- 本系列丛书（包括但不限于上述四册）共同构筑了一个从基础理论到尖端应用的知识体系，旨在服务于国家在高端制造、自动化、智能系统等关键领域的人才培养和技术创新需求。读者将在阅读中体验到严谨的科学逻辑与蓬勃的工程创新精神的完美结合。
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