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上篇 全方位移动机器人第1章 全方位移动机器人介绍 3

1.1 引言 3

1.2 移动机器人 3

1.3 全方位移动机器人 5

1.4 移动机器人控制问题 7

1.4.1 传统控制方法 8

1.4.2 智能控制方法 9

1.5 移动机器人路径规划问题 10

1.6 上篇介绍 11

参考文献 12

第2章 全方位移动机器人的结构 17

2.1 引言 17

2.2 机器人的定义与结构 17

2.2.1 广义运动学 17

2.2.2 典型结构 19

2.2.3 OWMR 22

参考文献 25

第3章 全方位移动机器人的运动控制 27

3.1 引言 27

3.2 全方位移动机器人的轮系结构 27

3.3 运动学模型 28

3.3.1 模型建立 28

3.3.2 几种特殊的运动方式 32

3.3.3 模型分析 33

3.3.4 完整与非完整约束 35

3.3.5 电机转速的影响 36

3.4 基于运动学的跟踪控制 37

3.4.1 控制器设计 38

3.4.2 仿真分析 38

3.5 机器人运动控制的实现 40

3.5.1 机器人速度控制器的实现 40

3.5.2 基本导航功能 42

3.6 本章小结 43

参考文献 44

第4章 全方位移动机器人的运动与挤压力同时控制 45

4.1 引言 45

4.2 动力学模型 46

4.2.1 模型1——整体动力学模型 46

4.2.2 模型2——分体动力学模型 48

4.3 运动控制 51

4.3.1 基于模型1的运动控制 51

4.3.2 基于模型2的运动控制 51

4.4 挤压力控制 52

4.5 机器人运动与挤压力同时控制 54

4.5.1 机器人本体转向情形 54

4.5.2 机器人本体不转向情形 55

4.6 仿真分析 56

4.6.1 机器人本体转向情形 57

4.6.2 机器人本体不转向情形 62

4.7 本章小结 68

参考文献 69

第5章 基于概率路径图的机器人路径规划 70

5.1 引言 70

5.2 相关内容 71

5.2.1 PRM 71

5.2.2 模拟退火 73

5.3 优化路径规划器 74

5.3.1 新路径的产生 75

5.3.2 路径评价函数 76

5.4 仿真分析 77

5.5 本章小结 80

参考文献 81

第6章 基于蚁群优化的机器人路径规划 83

6.1 引言 83

6.2 ACO 83

6.2.1 蚂蚁的捕食行为 83

6.2.2 基本ACO 84

6.2.3 仿真分析 86

6.3 基于改进ACO的机器人路径规划 88

6.3.1 离散域的机器人规划问题 88

6.3.2 改进ACO算法 89

6.3.3 仿真分析 91

6.4 基于APF导向ACO的机器人路径规划 96

6.4.1 基于APF的机器人路径规划 96

6.4.2 APF导向ACO算法 97

6.4.3 仿真分析 98

6.5 本章小结 101

参考文献 102

下篇 全方位移动机械手第7章 全方位移动机械手介绍 105

7.1 引言 105

7.2 全方位移动机械手的运动规划 107

7.3 全方位移动机械手的运动控制 110

7.4 下篇介绍 114

参考文献 115

第8章 全方位移动机械手的运动学 120

8.1 引言 120

8.2 系统结构 120

8.3 整体运动学 122

8.4 可操作度分析 125

8.4.1 广义可操作度定义 125

8.4.2 奇异位姿 127

8.4.3 可操作度分析 128

8.4.4 方向可操作度分析 130

8.4.5 全方位移动平台与差分驱动移动平台的比较 131

8.5 本章小结 133

参考文献 133

第9章 全方位移动机械手的分级协调运动规划 134

9.1 引言 134

9.2 遗传算法简介 134

9.3 基于遗传算法的运动规划 136

9.3.1 目标位姿的确定 136

9.3.2 全方位移动平台位置的运动规划 137

9.3.3 机械手的路径规划及与全方位移动平台姿态的协调 138

9.4 仿真分析 139

9.5 本章小结 143

参考文献 144

第10章 末端任务给定的动态运动规划 145

10.1 引言 145

10.2 静态规划 145

10.2.1 给定任务的离散化 145

10.2.2 随机位姿的产生 146

10.2.3 路图的构建及搜索 147

10.3 动态规划 149

10.3.1 动态避障策略 149

10.3.2 局部规划器 150

10.3.3 动态规划算法 151

10.4 仿真分析 151

10.4.1 静态规划 152

10.4.2 动态规划 153

10.5 本章小结 154

参考文献 154

第11章 全方位移动机械手的动力学 155

11.1 引言 155

11.2 分体运动学 156

11.3 动力学模型 158

11.3.1 整体动力学模型 158

11.3.2 分体动力学模型 160

11.4 全方位移动机械手的运动控制 163

11.4.1 基于整体动力学模型的跟踪控制 163

11.4.2 基于分体动力学模型的镇定控制 164

11.5 仿真分析 165

11.6 本章小结 167

参考文献 167

第12章 全方位移动机械手的滑模轨迹跟踪控制 168

12.1 引言 168

12.2 滑模控制的基本理论 169

12.3 基于滑模方法的轨迹跟踪控制 170

12.4 仿真分析 175

12.5 本章小结 177

参考文献 177

第13章 全方位移动机械手的自适应轨迹跟踪控制 179

13.1 引言 179

13.2 自适应控制基本理论 179

13.3 基于自适应方法的轨迹跟踪控制 181

13.4 仿真分析 184

13.5 本章小结 186

参考文献 186

第14章 全方位移动机械手的神经网络轨迹跟踪控制 188

14.1 引言 188

14.2 神经网络控制基本理论 189

14.2.1 神经网络的构成 190

14.2.2 神经网络的函数逼近特性 192

14.3 基于神经网络的自适应控制 192

14.3.1 自适应神经网络控制 192

14.3.2 自适应神经网络滑模控制 195

14.3.3 分离式神经网络应用 197

14.4 仿真分析 199

14.4.1 自适应神经网络控制器仿真分析 200

14.4.2 自适应神经网络滑模控制器仿真分析 202

14.5 本章小结 205

参考文献 206