機器人建模與控製 pdf epub mobi txt 電子書 下載2025

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基於Spong和Vidyasagar所著的十分成功的經典教材《RobotDynamicsandControl》（Wiley，1989），本書對機器人領域做瞭徹底更新且十分完備的介紹。本書所介紹的基礎和高級內容不僅易讀，並且在數學推導上十分嚴謹。

作者：（美國）馬剋W.斯龐（Mark W.Spong） （美國）賽斯·哈欽森（Seth Hutchinson） （美國）M.維德雅薩加（M.Vidyasagar） 譯者：賈振中

馬剋W.斯龐（Mark W.Spong），美國伊利諾伊大學香檳分校（UIUC）的Donald Biggar Willettl程學教授（原書齣版時，2006年）。Spong博士於2005年擔任IEEE控製係統協會（IEEE Control Systems Society）主席，他曾擔任《IEEE控製係統技術匯刊》（IEEE Transactions on Control Systems Technology）的主編。Spong博士現為得剋薩斯大學達拉斯分校工程和計算機科學學院院長。

賽斯·哈欽森（Seth Hutchinson），現為美國伊利諾伊大學香檳分校（UIUC）教授。他是《IEEE機器人學與自動化匯刊》（IEEE Transactions on Robotics and Automation）的高級編輯，在機器人和計算機視覺方麵發錶瞭多篇論文。Hutchinson博士曾擔任《IEEE機器人學匯刊》（IEEE Transactions on Robotics）的主編，該期刊是由IEEE機器人學和自動化協會（IEEE Robotics and Automation Society，RAS）主辦的機器人領域的頂尖期刊之一。

M.維德雅薩加（M.Vidyasagar），現為印度IT公司——塔塔谘詢服務公司（Tata Consultancy Services，TCS）主管高新技術的執行副主席。Vidyasagart尊士曾擔任印度國防部下屬的人工智能和機器人研究中心（Centre for Artificial Intelligence and Robotics，CAIR）主任，於2000年獲得IEEE控製領域至高奬——Bode Lecture Prize。

目錄
譯者序
前言
第1章導論
1.1機器人的數學模型
1.1.1機器人的符號錶示
1.1.2位形空間
1.1.3狀態空間
1.1.4工作空間
1.2機器人作為一種機械裝置
1.2.1機器人機械臂的分類
1.2.2機器人係統
1.2.3精度和重復精度
1.2.4手腕和末端執行器
1.3常見的運動學配置
1.3.1關節型機械臂（RRR）
1.3.2球坐標機械臂（RRP）
1.3.3SCARA型機械臂（RRP）
1.3.4圓柱型機械臂（RPP）
1.3.5笛卡兒型機械臂（PPP）
1.3.6並聯機械臂
1.4本書概要
習題
附注與參考
第2章剛性運動和齊次變換
2.1位置的錶示方法
2.2鏇轉的錶示方法
2.2.1平麵內的鏇轉
2.2.2三維空間內的鏇轉
2.3鏇轉變換
2.3.1相似變換
2.4鏇轉的疊加
2.4.1相對於當前坐標係的鏇轉
2.4.2相對於固定坐標係的鏇轉
2.4.3鏇轉變換的疊加定律
2.5鏇轉的參數化
2.5.1歐拉角
2.5.2滾動角、俯仰角和偏航角
2.5.3轉軸／角度錶示
2.6剛性運動
2.7齊次變換
2.8本章總結
習題
附注與參考
第3章正運動學和逆運動學
3.1運動鏈
3.2Denavit—Hartenberg約定
3.2.1存在和唯 一性問題
3.2.2坐標係的配置
3.2.3實例
3.3逆運動學
3.3.1一般的逆運動學問題
3.3.2運動解耦
3.3.3逆嚮位置：一種幾何方法
3.3.4關節型位形
3.3.5球坐標型位形
3.3.6逆嚮姿態
3.4本章總結
習題
附注與參考
第4章速度運動學——雅可比矩陣
4.1角速度：固定轉軸情形
4.2反對稱矩陣
4.2.1反對稱矩陣的性質
4.2.2鏇轉矩陣的導數
4.3角速度：一般情況
4.4角速度求和
4.5移動坐標係上點的綫速度
4.6雅可比矩陣的推導
4.6.1角速度
4.6.2綫速度
4.6.3綫速度和角速度雅可比矩陣的疊加
4.7工具速度
4.8分析雅可比矩陣
4.9奇點
4.9.1奇點解耦
4.9.2手腕奇點
4.9.3手臂奇點
4.10靜態力／力矩關係
4.11逆速度和加速度
4.12可操作性
4.13本章總結
習題
附注與參考
第5章路徑和軌跡規劃
5.1位形空間
5.2基於勢場的路徑規劃
5.2.1引力場
5.2.2斥力場
5.2.3將工作空間力映射到關節力矩
5.2.4梯度下降規劃
5.3逃離局部最小值
5.4概率路綫圖方法
5.4.1位形空間內的采樣
5.4.2連接位形對
5.4.3增強
5.4.4路徑光滑化
5.5軌跡規劃
5.5.1點到點運動的軌跡
5.5.2通過中間點確定的軌跡
5.6本章總結
習題
附注與參考
第6章獨立關節控製
6.1驅動器的動力學
6.2獨立關節模型
6.3設定點跟蹤
6.3.1比例—微分補償控製器
6.3.2比例—積分—微分補償控製器
6.3.3飽和與柔性的影響
6.4前饋控製
6.5傳動係統的動力學
6.6狀態空間設計
6.6.1狀態反饋控製
6.6.2觀測器
6.7本章總結
習題
附注與參考
第7章動力學
7.1歐拉—拉格朗日方程
7.1.1動機
7.1.2完整約束和虛功
7.1.3達朗貝爾原理
7.2動能和勢能
7.2.1慣性張量
7.2.2n—連杆機器人的動能
7.2.3n—連杆機器人的勢能
7.3運動方程
7.4一些常見位形
7.5機器人動力學方程的性質
7.5.1反對稱性和無源性
7.5.2慣性矩陣的界限
7.5.3參數的綫性化
7.6牛頓—歐拉方法
7.6.1重溫平麵肘型機械臂
7.7本章總結
習題
附注與參考
第8章多變量控製
8.1重溫PD控製
8.1.1關節柔性的影響
8.2逆動力學
8.2.1關節空間內的逆動力學
8.2.2任務空間內的逆動力學
8.3魯棒和自適應運動控製
8.3.1魯棒逆運動學
8.3.2自適應逆運動學
8.4基於無源性的運動控製
8.4.1基於無源性的魯棒控製
8.4.2基於無源性的自適應控製
8.5本章總結
習題
附注與參考
第9章力控製
9.1坐標係和約束
9.1.1對偶基
9.1.2自然約束和人工約束
9.2網絡模型和阻抗
9.2.1阻抗操作符
9.2.2阻抗操作符的分類
9.2.3戴維南和諾頓等效
9.3任務空間內的動力學和控製
9.3.1任務空間內的動力學
9.3.2阻抗控製
9.3.3混閤阻抗控製
9.4本章總結
習題
附注與參考
第10章幾何非綫性控製
10.1背景介紹
10.1.1流形、嚮量場和分布
10.1.2弗羅貝尼烏斯定理
10.2反饋綫性化
10.3單輸入係統
10.4n—連杆機器人的反饋綫性化
10.5非完整係統
10.5.1對閤和完整性
10.5.2無磧控製係統
10.5.3非完整係統實例
10.6周氏定理
10.7無磧係統的控製
10.8本章總結
習題
附注與參考
第11章計算機視覺
11.1成像幾何
11.1.1相機坐標係
11.1.2透視投影
11.1.3成像平麵和傳感器陣列
11.2相機標定
11.2.1相機的外部參數
11.2.2相機的內部參數
11.2.3確定相機參數
11.3閾值分割
11.3.1簡略的統計迴顧
11.3.2自動選擇閾值
11.4連通區域
11.5位置和方嚮
11.5.1圖像矩
11.5.2物體的質心和中心矩
11.5.3物體的方嚮
11.6本章總結
習題
附注與參考
第12章基於視覺的控製
12.1設計要點
12.1.1相機位形
12.1.2基於圖像的方法與基於位置的方法
12.2相機運動和交互作用矩陣
12.3點特徵的交互作用矩陣
12.3.1固定點相對於移動相機的速度
12.3.2構建交互作用矩陣
12.3.3點間交互作用矩陣的性質
12.3.4多點的交互作用矩陣
12.4基於圖像的控製律
12.4.1計算相機運動
12.4.2比例控製方案
12.4.3基於圖像的視覺伺服係統的錶現
12.5末端執行器和相機的運動
12.6劃分方法
12.7運動感知
12.8本章總結
習題
附注與參考
附錄A三角函數
附錄B綫性代數
附錄C動態係統
附錄D李雅普諾夫穩定性
參考文獻
索引
· · · · · · (收起)