機器人剛柔耦閤動力學 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：機械工程、自動化與控製工程等相關學科方嚮的教師、研究人員，機器人技術領域的廣大工程技術人員
涉及柔性機械臂和彈性懸掛移動機器人平颱兩種典型的機器人，介紹瞭機器人剛柔耦閤動力學建模、分析和控製的相關問題和方法，有很好的參考價值。

內容簡介

機器人種類繁多，機器人剛柔耦閤動力學介紹瞭兩種典型的機器人：柔性機械臂和彈性懸掛移動機器人。柔性機械臂的研究內容有剛柔耦閤動力學建模方法、動力學分析與動態控製器設計，這些研究為機械臂的振動控製提供瞭理論基礎與方法；彈性懸掛移動機器人的研究內容有移動機器人振動控製方法、多要素作用下移動機械臂的跟蹤控製和路麵激勵下移動機器人的動態穩定性控製，這些方法為移動機器人的動態控製奠定瞭基礎。本書力圖總結作者在機器人剛柔耦閤動力學研究領域取得的一些研究成果，這些研究成果的總結為提高機器人的性能與品質提供瞭理論基礎和方法。本書可以作為機械工程、自動化與控製工程等相關學科方嚮的教師、研究人員的參考資料，也可以作為機器人技術領域的廣大工程技術人員，特彆是産品開發技術人員學習和工作的參考書。

作者簡介

尹海斌，男，武漢理工大學機電工程學院副教授，碩士生導師。2011年獲日本北海道大學工學部人間機械係統與設計專業工學博士。主要研究方嚮為機電係統一體化設計方法、柔性機械臂係統設計、機械臂的輕量化設計、軟體機器人係統設計等。在相關領域已發錶學術論文20餘篇。負責和參與國傢自然科學基金青年項目、麵上項目以及國傢留學歸國人員啓動項目等國傢和省部級項目5項。申請發明專利受理2項，授權1項。研究成果“機器人係統的智能設計及其應用研究”獲得2015年度中國商業聯閤會科技進步奬(省部級)三等奬。 鍾國梁，男，中南大學博士生導師。2013年獲北海道大學博士學位，2010年獲華南理工大學碩士學位，2011年—2012年任北海道大學研究助理。主要研究方嚮為機器人及機械手、復雜係統動力學、智能控製理論及應用等。以第yi作者發錶SCI論文20餘篇，其中SCI一區10餘篇，多篇發錶在國際TOP期刊（IEEE Trans. Ind. Electron、IEEE/ASME Trans. Mechatronics、Nonlinear Dyn.等）上。齣版專著1本。主持國傢自然科學基金青年基金1項，湖南省自然科學基金青年基金1項，作為骨乾成員參與多項“973”課題及國傢自然科學基金。申請發明專利10餘項。入選中南大學升華育英人纔計劃，獲得日本儀器與控製工程師學會（SICE）國際奬1項。 李軍鋒，分彆於2008年、2010年和2013年獲瀋陽工業大學學士學位、東北大學碩士學位和日本北海道大學博士學位。2014年至今供職於武漢理工大學機電工程學院，主要研究方嚮為智能材料驅動器和軟體機器人，先後主持和參與瞭2項國傢自然科學基金項目，發錶瞭各類學術論文10餘篇。

精彩書評

為簡化設計，傳統機器人不考慮彈性振動。為瞭提高機器人的潛力，本書考慮瞭在高速重載下如何控製彈性振動；另外，也對機器人進行輕量化設計，提高動態性能，節省材料和降低能耗。

目錄

第1章機器人動力學研究意義/1
1.1引言/1
1.2動力學三要素與三任務/2
1.3機器人動力學研究的意義/3
主要參考文獻/4
第2章剛柔耦閤機械臂的建模與分析/5
2.1引言/5
2.2機械臂彈性描述/6
2.3柔性機械臂的動態模型/12
2.4柔性機械臂振動分析/17
2.4.1外部輸入/17
2.4.2轉角獨立分析法/18
2.4.3轉角關聯分析法/24
2.5小結/27
主要參考文獻/28
第3章剛柔耦閤機械臂動態控製器設計/30
3.1引言/30
3.2控製器設計方案/32
3.3柔性動態控製模塊/34
3.3.1輸入整形技術/34
3.3.2優化控製/38
3.3.3結果分析/39
3.4剛性動態控製模塊/42
3.4.1滑模控製概述/42
3.4.2混閤滑模控製/44
3.4.3結果分析/47
3.5小結/50
主要參考文獻/51
機器人剛柔耦閤動力學目錄第4章剛柔耦閤機械臂動態控製仿真與實驗/54
4.1引言/54
4.2機械臂動態控製的優化算法與仿真/55
4.2.1優化算法/56
4.2.2仿真結果分析/58
4.3機械臂動態控製的實驗與結果/63
4.3.1實驗裝置平颱/63
4.3.2單杆柔性臂實驗結果分析/65
4.3.3二杆柔性臂實驗結果分析/68
4.4動態控製的仿真與實驗比較/73
4.4.1軌跡追蹤誤差分析/73
4.4.2彈性位移分析/73
4.5小結/77
主要參考文獻/78
第5章鏇轉剛柔耦閤係統動力學建模方法的比較研究/80
5.1引言/80
5.2鏇轉剛柔耦閤係統動力學模型的影響因素分析/82
5.2.1影響因素/82
5.2.2動力學模型的精度分析/83
5.3鏇轉剛柔耦閤係統的動邊界模態特性/85
5.3.1鏇轉柔性梁的動邊界參數化構建/85
5.3.2鏇轉柔性梁的動邊界模態特性解析/87
5.3.3鏇轉柔性梁的動邊界模態特性的頻域分布規律/91
5.4鏇轉剛柔耦閤係統參數化邊界模態特性動態響應分析/91
5.4.1基於參數化邊界模態特性的動態響應/92
5.4.2邊界參數的辨識/94
5.5小結/96
主要參考文獻/96
第6章懸掛輪式移動機械臂的振動控製/99
6.1引言/99
6.2粒子群優化算法和混沌粒子群優化算法/100
6.2.1粒子群優化算法/100
6.2.2混沌粒子群優化算法/102
6.3問題一：機械臂靜止時懸浮平颱的運動/103
6.3.1動力學模型/103
6.3.2控製器的設計和優化/105
6.3.3結果與討論/108
6.4問題二：機械臂運動時懸浮平颱的運動/112
6.4.1DPM概念/112
6.4.2動力學模型/114
6.4.3生成最優軌跡/115
6.4.4結果與討論/117
6.5小結/121
附件A問題一的動力學模型/122
附件B問題二的動力學模型/124
主要參考文獻/125
第7章多要素作用下的移動機械臂跟蹤控製/127
7.1引言/127
7.2係統模型/128
7.2.1運動學模型/128
7.2.2動力學模型/132
7.3基於運動學的反推控製/132
7.3.1控製器設計/132
7.3.2結果與討論/133
7.4基於動力學的帶有模糊補償器的自適應反推控製器/136
7.4.1控製器設計/136
7.4.2結果與討論/138
7.5小結/145
主要參考文獻/146
第8章路麵激勵下移動機械臂的動態穩定性控製/149
8.1引言/149
8.2具有半主動懸架係統的機器人/150
8.3動態穩定性計算方法/152
8.4控製器設計與優化/155
8.4.1半主動減震器控製模型/155
8.4.2控製器優化算法/158
8.5結果與討論/161
8.6小結/166
主要參考文獻/166

前言/序言

《機器人剛柔耦閤動力學》是一本介紹機器人剛性運動與彈性振動同時存在時，係統動力學相關知識的學術專著。本書的內容涉及柔性機械臂和彈性懸掛移動機器人平颱兩種典型的機器人，介紹瞭機器人剛柔耦閤動力學建模、分析和控製的相關問題和方法。傳統的機器人研究沒有考慮其彈性振動，這樣處理是為瞭簡化設計與控製問題，但是，這也麵臨著兩個方麵的問題：一是限製瞭機器人的工作範圍，因為提高工作範圍，會激起一定的彈性振動；二是增加瞭機器人的冗餘程度，不利於輕量節能和動態性能的提升。為瞭提高機器人的工作潛力，需要考慮在高速重載下如何控製彈性振動；另外，也需要對機器人進行輕量化設計，提高動態性能，節省材料和降低能耗。為瞭實現這些目標，就需要研究機器人的剛柔耦閤動力學問題，涉及的就是剛柔耦閤動力學建模、分析與控製的問題。本書所涉及的研究成果是在國傢自然科學基金青年基金項目(11202153、51405515)和教育部留學歸國人員啓動基金(2013��693)項目等的資助下取得的。本書主要內容如下：第1章介紹瞭機器人剛柔耦閤動力學研究的必要性和意義；第2章介紹瞭柔性臂剛柔耦閤動力學的建模方法與分析；第3章介紹瞭柔性臂動態控製器設計；第4章介紹瞭柔性臂動態仿真與實驗；第5章介紹瞭鏇轉剛柔耦閤係統動力學的建模方法與比較；第6章介紹瞭彈性懸掛移動機械臂的振動控製；第7章介紹瞭多要素作用下移動機械臂的跟蹤控製；第8章介紹瞭路麵激勵下移動機械臂的動態穩定性控製。在本書的撰寫過程中，作者得到瞭智能製造與機器人領域的專傢、教授和學生們的熱情支持與幫助，特彆要感謝華中科技大學機械科學與工程學院的孫容磊教授、冀晶晶博士，武漢理工大學物流工程學院陳定方教授，他們對本書提齣瞭許多寶貴意見。還有課題組的碩士研究生張栩濤和李勇光等同學對書中圖錶進行瞭編輯校訂。在此，作者對他們錶示衷心的感謝。本書前5章由尹海斌撰寫，第6～8章由鍾國梁撰寫，李軍鋒負責全書的統編和定稿工作。作為研究成果，書中難免會存在疏漏與錯誤，許多內容還有待進一步研究與完善，衷心希望各位專傢和廣大讀者批評指正。

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