《应用机器人学--运动学动力学与控制技术(原 书第2版)(精)》由澳大利亚墨尔本皇家理工大学的雷 扎N.贾扎尔所著,是原书的第2版。全书分为运动学 、动力学和控制技术3个部分,共15章,主要内容包 括:概述、旋转运动学、定向运动学、运动运动学、 正向运动学、逆向运动学、角速度、速度运动学、运 动学中的数值法、加速度运动学、运动动力学、机器 人动力学、路径规划、时间优控制、控制技术。本书 可作为机械电子工程、电气工程、电子工程、自动控 制等专业的高年级本科生、工程硕士生或博士生以及 理工科大学教师的教学参考书,也可供从事机器人和 自动化设备或生产线等应用开发工作的研发人员或相 关工程技术人员学习和参考。
周高峰,男,博士,副教授,陕西华县人,现从事机械电子工程专业的大学教学与科研工作。2002年获机械电子工程专业学士学位,2011年6月获西安交通大学机械电子工程专业博士学位。2002年8月作为助理工程师,在**一家重型机械研究所从事机械结构设计工作。2010年作为研发中心副主任,从事立式车床工作台改造性设计工作。2011年7月作为**一家国有研究院工程项目管理部部长,从事机械工程项目管理工作。自从2012年9月大学执教以来,主要讲授机械电子工程专业课程及其双语专业课程,研究方向为:柔性薄膜传感器、精密检测技术、机械结构设计与装配自动化、机电传动与控制、液压系统工程、工业机器人。多家**学术期刊和**会议的学术稿件审稿人、编委等,如JMMT、Sensor review、IEEE sensors Journal、Assembly automation、Industrialrobot、 IEEE transaction on mechatronics、Review of scientific instrument、 IEEE sensors conference等。已发表学术论文30余篇,其中SCI/EI收录11篇,获**授权发明专利3项,已主持出版中英文专业科技书籍3部。除此之外,还负责一些来自政府和企业的研发项目。
译者序
原书第2版前言
原书**版前言
第1章 概述
1.1 发展历史
1.2 机器人元器件
1.2.1 连杆
1.2.2 关节
1.2.3 机械手
1.2.4 机械手腕
1.2.5 末端执行器
1.2.6 驱动器
1.2.7 传感器
1.2.8 控制器
1.3 机器人的分类
1.3.1 几何结构
1.3.2 工作空间
1.3.3 驱动
1.3.4 控制
1.3.5 应用
1.4 机器人运动学、动力学、控制概述
1.4.1 三元组
1.4.2 单位矢量
1.4.3 参考坐标系和坐标系统
1.4.4 矢量函数
1.5 机器人动力学问题
1.6 主题预览
1.7 机器人———多学科交叉的机器
1.8 本章小结
习题
第Ⅰ部分 机器人运动学
第2章 旋转运动学
2.1 绕全局直角坐标轴旋转
2.2 绕全局直角坐标轴连续旋转
2.3 全局翻滚角、俯仰角、偏航角
2.4 绕局部直角坐标轴旋转
2.5 绕局部直角坐标轴连续旋转
2.6 欧拉角
2.7 局部翻滚角、俯仰角、偏航角
2.8 局部轴对全局轴旋转
2.9 一般变换
2.10 主动变换和被动变换
2.11 本章小结
习题
第3章 定向运动学
3.1 轴角旋转
3.2 欧拉参数
3.3 欧拉参数的确定
3.4 四元数
3.5 自旋张量与旋转张量
《应用机器人学——运动学、动力学与控制技术(原书第2版)(精)》这本书,对于我这样一个在工业自动化领域深耕多年的工程师来说,无疑是一份宝贵的财富。书中关于动力学的章节,尤其令我印象深刻。作者深入浅出地剖析了机器人运动过程中所受到的惯性力、科里奥利力、离心力和重力等因素,并通过拉格朗日方程和牛顿-欧拉方程等方法,清晰地推导出了机器人的动力学模型。我尤其欣赏书中对这些方程的详细解释,以及它们在实际机器人控制中的应用。作者不仅仅停留于理论推导,更是结合了大量工程实例,比如手臂类机器人、移动机器人等,分析了它们在不同运动状态下的动力学特性。这对于我理解如何精确地控制机器人的运动轨迹,避免不必要的振动和冲击,提高控制精度和效率,提供了非常有价值的指导。书中对于模型参数辨识的探讨,也让我受益匪浅。在实际应用中,精确的动力学模型参数往往难以获得,而书中提供的几种辨识方法,如基于实验数据的方法,为我解决实际工程难题提供了思路。我发现,通过这本书,我能够更深刻地理解为什么有些复杂的机器人动作难以实现,也更能找到优化控制策略的方向。这本书的精装版质量,也完全符合我的期待,它不仅是一本技术书籍,更是一件值得珍藏的工具书,能够陪伴我在职业生涯中不断成长。
评分这本书《应用机器人学——运动学、动力学与控制技术(原书第2版)(精)》给我带来的惊喜,远远超出了我的预期。它不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,带领我一步步深入机器人学的殿堂。在运动学方面,作者对各种坐标系之间的转换,以及如何通过这些转换来描述机器人手臂的姿态,都进行了非常细致的讲解。我特别喜欢书中关于逆运动学求解的章节,作者不仅介绍了多种求解方法,还对每种方法的优缺点和适用场景进行了深入的分析,这让我能够根据实际需求来选择最合适的算法。动力学部分的讲解,也同样令人印象深刻。作者从牛顿力学和拉格朗日力学两个不同的角度,推导出了机器人的动力学方程,并对每个方程的物理意义进行了详细的解释。我喜欢书中对惯性矩阵、科里奥利/离心力矩阵以及重力向量的分解和解释,这让我能够更直观地理解机器人运动过程中各种力的影响。控制技术部分,作者将复杂的控制理论,如PID控制、前馈补偿、鲁棒控制等,以一种非常系统和易于理解的方式呈现出来。我尤其欣赏书中关于如何设计能够处理机器人动力学不确定性和外部扰动的控制器。这本书的精装版本,不仅在外观上显得非常专业和高档,而且在内容上也同样充实,让我觉得购买一本这样的书籍,是对自己学习和知识提升的一项非常好的投资。
评分《应用机器人学——运动学、动力学与控制技术(原书第2版)(精)》这本书,在我看来,是一本集理论深度与工程实践于一体的杰作。它所涵盖的知识点非常全面,并且逻辑清晰,层层递进。在运动学方面,作者不仅仅介绍了基本的运动学正逆解,还深入探讨了工作空间分析、奇异性分析以及雅可比矩阵的动态学意义。这些内容对于理解机器人的运动能力极限和设计优化至关重要。我尤其欣赏书中对不同类型机器人(如串联、并联、混合结构)的运动学特性分析,这为我解决实际工程问题提供了更广阔的视野。动力学部分的讲解,可以说是这本书的亮点之一。作者详细推导了机器人的动力学方程,并分析了惯性、科里奥利力、重力等因素对机器人运动的影响。我喜欢书中通过图示和实例,将抽象的数学模型与具体的物理过程联系起来,这使得复杂的动力学概念变得更加容易理解。书中对于模型简化和参数辨识的讨论,也为实际应用提供了重要的参考。在控制技术方面,这本书的覆盖面非常广,从基础的PID控制到先进的自适应控制、鲁棒控制,都有详尽的讲解。我尤其对书中关于如何处理机器人动力学不确定性和外部扰动的控制策略的讨论,感到很有启发。这本书的精装版,质量确实非常出色,纸张厚实,印刷清晰,图片精美,整体给人一种非常专业和值得信赖的感觉。
评分自从我入手了这本《应用机器人学——运动学、动力学与控制技术(原书第2版)(精)》,它就成为了我案头最重要的参考资料之一。这本书的深度和广度都令人称赞。在运动学部分,除了基础的齐次变换和雅可比矩阵,它还深入探讨了工作空间分析、奇异性分析等关键概念,这些对于理解机器人手臂的运动极限和潜在问题至关重要。书中提供的算法不仅严谨,而且兼顾了计算效率,这对于实时控制系统来说是不可或缺的。动力学部分,作者没有回避复杂的计算,而是通过清晰的推导过程,让我们能够理解为什么会有这样的公式出现,并且如何将其应用于实际的机器人建模。我特别欣赏书中对动力学模型不确定性的讨论,以及如何通过鲁棒控制来应对这些不确定性,这在真实世界的机器人应用中是一个非常普遍和棘手的问题。控制技术方面,这本书的覆盖面非常广,从经典的控制理论到先进的智能控制方法,都有涉及。书中对每个控制方法都进行了细致的讲解,并给出了相应的数学模型和算法实现思路。这种全面的讲解方式,让我能够对整个机器人控制领域有一个系统性的认识,而不是碎片化的知识积累。这本书的精装版本,在细节上也做得非常到位,装订牢固,不易散页,而且排版清晰,阅读体验极佳,非常适合需要长时间翻阅和学习的读者。
评分我一直对机器人技术怀有浓厚的兴趣,而《应用机器人学——运动学、动力学与控制技术(原书第2版)(精)》这本书,无疑是我探索这个领域的最佳向导。它从最基础的运动学入手,逐步深入到动力学和控制技术,构建了一个严谨而完整的知识体系。在运动学章节,我非常喜欢书中关于机器人正逆解的讲解,作者通过大量的图示和公式,将复杂的几何关系和代数运算清晰地呈现出来。尤其是对齐次变换和欧拉角、欧拉-罗德里格斯参数等表示法的深入剖析,为我理解机器人姿态的描述提供了坚实的基础。动力学部分,本书对机器人的运动过程中的惯性、科里奥利力、重力等进行了详细的分析,并推导出了完整的动力学方程。我特别欣赏书中对牛顿-欧拉方程和拉格朗日方程的对比分析,这让我能够从不同的角度理解机器人的动力学特性。控制技术章节,本书覆盖了从经典的PID控制到更先进的自适应控制、滑模控制等多种方法,并且对每种方法的原理、设计和应用都进行了深入的阐述。我尤其对书中关于如何利用动力学模型进行精确的轨迹跟踪控制的讨论,感到很有启发。这本书的精装质量,也给我留下了深刻的印象。它不仅外观精美,而且纸张的质量非常好,印刷清晰,阅读起来非常舒适。
评分当我拿到这本《应用机器人学——运动学、动力学与控制技术(原书第2版)(精)》时,我就被它厚重的分量和精美的装帧所吸引。翻开书页,果不其然,内容是相当扎实的。书中关于运动学的讲解,从最基础的坐标系定义和变换,到复杂的雅可比矩阵的推导和应用,都进行了非常详尽的阐述。我特别喜欢书中利用几何直观的方式来解释抽象的数学概念,这大大降低了初学者的理解门槛。对于工业机器人而言,运动学是基础中的基础,而这本书无疑为我打下了坚实的地基。动力学部分,作者以严谨的数学推导,呈现了机器人的动力学方程,并对其各个组成部分的物理意义进行了清晰的阐释。我惊叹于作者能够将如此复杂的力学原理,以一种系统性的方式呈现出来。书中对惯性力、科里奥利力、重力等因素的分析,让我能够更深刻地理解机器人运动过程中的能量损耗和控制难点。控制技术方面,本书从经典控制理论到现代控制方法,都有所涉猎,并且对每种方法的原理、实现方式以及优缺点都进行了深入的分析。我尤其喜欢书中关于如何通过控制来改善机器人的动态性能,例如提高响应速度、减小超调等。这本书的精装质量,也让我在阅读过程中倍感舒适,纸张的触感、墨迹的清晰度,都体现了出版方的用心。
评分一直以来,我对机器人控制技术都充满了好奇,而《应用机器人学——运动学、动力学与控制技术(原书第2版)(精)》这本书,则为我打开了新世界的大门。书中关于控制技术的部分,简直是为我量身定做的。从PID控制到更高级的自适应控制、鲁棒控制,作者都进行了详尽的阐述,并且用了很多易于理解的图表和数学公式来辅助说明。我特别喜欢书中对各种控制方法的原理、优点和局限性的分析,这让我能够根据不同的机器人系统和控制需求,选择最合适的控制策略。例如,书中对于如何设计一个稳定且响应快速的PID控制器,提供了非常实用的建议,包括参数整定方法和抗积分饱和的技巧。此外,书中对一些高级控制技术,如模型预测控制(MPC)的介绍,也让我眼前一亮。虽然MPC的理论基础相对复杂,但作者通过一些简化模型和仿真实例,让我对其核心思想有了初步的了解,并看到了它在提高机器人鲁棒性和跟踪精度方面的巨大潜力。这本书的语言风格非常学术化,但又不失严谨性,每次阅读都会有新的体会和领悟。它的精装质量也确实不错,封面设计简洁大方,内页纸张触感也很好,整体给人一种高品质的感觉,非常适合作为一本专业的参考书。
评分这本《应用机器人学——运动学、动力学与控制技术(原书第2版)(精)》的书名本身就足够吸引人,当我翻开它时,立刻被其中严谨而深入的学术氛围所吸引。虽然我对机器人学的初学者而言,一些概念确实需要反复琢磨,但作者的讲解逻辑清晰,循序渐进。特别是关于运动学的部分,作者通过丰富的图示和实例,将复杂的坐标变换和机器人关节空间的映射关系展现得淋漓尽致。从最初的齐次变换矩阵到更高级的雅可比矩阵,每一步都讲解得非常细致,让我这个初学者也能逐渐理解。我尤其喜欢书中对不同类型机器人(如串联机器人、并联机器人)的运动学分析,这为我理解各种实际应用场景打下了坚实的基础。而且,这本书的印刷质量非常出色,纸张厚实,文字清晰,图片分辨率高,作为一本精装版,确实在细节上体现了出版的诚意。这本书不仅仅是理论的堆砌,更重要的是它提供了大量的思考角度和解决问题的方法,让我能够将理论知识与实际工程中的问题进行关联。例如,在讨论逆运动学时,书中不仅给出了几种求解方法,还分析了它们各自的优缺点和适用范围,这对于指导我进行实际的机器人设计和编程非常有帮助。此外,书中引用的参考文献也非常权威,为我后续深入研究提供了宝贵的线索。我非常期待能够通过这本书,进一步掌握机器人学的核心技术,并将其应用于我感兴趣的项目中。
评分《应用机器人学——运动学、动力学与控制技术(原书第2版)(精)》这本书,是一本真正意义上的“硬核”著作。它的内容结构紧凑,逻辑性极强,但同时又保持了相当的易读性。我非常喜欢书中在讲解复杂概念时,所采用的类比和几何解释。比如,在解释末端执行器的雅可比矩阵时,作者不仅仅给出了数学推导,还从速度和方向的角度进行了直观的阐述,这大大降低了理解的难度。动力学部分的推导,虽然涉及到高阶微积分和线性代数,但作者的讲解步骤清晰,符号定义明确,使得整个推导过程不会让人感到过于晦涩。书中对不同动力学模型(如简化模型和全模型)的比较分析,也让我对模型的选择和权衡有了更深的理解。在控制部分,书中对状态反馈控制、最优控制等高级控制理论的介绍,让我看到了机器人控制技术发展的巨大潜力。我尤其对书中关于如何处理机器人动力学不确定性和外部扰动的控制策略的讨论,感到很有启发。这种深入的分析,让我不仅仅是学习了“如何做”,更是理解了“为什么这么做”。这本书的精装质量,也是我非常看重的一点。它不仅外观典雅,而且内在品质也同样出色,每一页都充满了知识的深度,让我觉得物超所值。
评分《应用机器人学——运动学、动力学与控制技术(原书第2版)(精)》这本书,简直是机器人学领域的“百科全书”。它将运动学、动力学和控制技术三个核心部分有机地结合在一起,形成了一个完整的知识体系。在运动学部分,作者不仅介绍了点到点的路径规划,还探讨了更高级的轨迹规划和插值方法,这对于实现平滑、高效的机器人运动至关重要。我非常欣赏书中对工作空间分析和奇异性点处理的深入探讨,这让我能够更好地理解机器人的运动能力和局限性。动力学部分的讲解,同样令人印象深刻。作者从能量的角度,通过拉格朗日方程推导出了机器人的动力学模型,并详细分析了各种力矩和能量之间的关系。我喜欢书中对模型简化技术和参数辨识方法的介绍,这对于在实际应用中建立精确的动力学模型非常有帮助。控制技术部分,本书覆盖了从PID控制到更高级的自适应控制、模糊控制等多种方法,并且对每种方法的原理、设计和仿真都进行了详细的阐述。我尤其对书中关于如何结合动力学模型进行精确控制的讨论,感到受益匪浅。这本书的精装版本,不仅外观大气,而且内页排版精良,阅读体验非常流畅,是一本值得反复阅读和珍藏的图书。
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