第一章 机器人工程的基本概念 1
§1-1 机器人的优越性和应用 1
§1-2 机器人的基本结构 3
§1-3 分辨率、精度及重复度 5
§1-4 位置表示 6
§1-5 机器人系统的分类及其基本原理 6
参考文献 18
第二章 机械手运动学 19
§2-1 转动(方位)变换 19
§2-2 齐次变换 21
§2-3 广义转动变换 27
§2-4 欧拉变换和RPY变换 30
§2-5 D-H坐标变换 32
§2-6 运动学方程 35
§2-7 机械手常用坐标系及变换方程 53
习题 54
参考文献 58
第三章 逆运动学问题 59
§3-1 腕运动学方程的解 59
§3-2 典型臂运动学方程的解 63
§3-3 机械手运动学方程的解 67
习题 73
参考文献 74
第四章 微分关系和雅可比矩阵 75
§4-1 连杆上一点的速度及其相对基座的广义速度向量 76
§4-2 用矢量微分法建立雅可比矩阵 79
§4-3 典型臂及PUMA560的雅可比矩阵 83
§4-4 用矩阵微分变换法建立雅可比矩阵 89
§4-5 逆雅可比矩阵及广义逆雅可比矩阵 101
§4-6 加速度关系 109
习题 112
参考文献 113
第五章 力／力矩关系 115
§5-1 力／力矩转换 115
§5-2 广义力／力矩关系 118
§5-3 带球面腕机械手的力／力矩关系 123
§5-4 负载质量的确定 128
习题 132
参考文献 133
第六章 轨迹规划 134
§6-1 多项式轨迹 134
§6-2 线性段及抛物线混合轨迹(LSPB) 145
§6-3 “取—放作业”轨迹 150
§6-4 协调运动轨迹 151
习题 153
参考文献 155
第七章 机械手动力学 157
§7-1 拉格朗日力学在机械手中的应用 157
§7-2 通用机械手动力学方程的建立 165
§7-3 牛顿—欧拉运动方程 179
附录 一般几何形状的惯性矩 195
习题 196
参考文献 197
第八章 机械手的位置控制 199
§8-1 机械手的单关节控制 200
§8-2 单关节机械手的传送带跟踪 209
§8-3 多关节机械手的控制 212
§8-4 关节力矩及位置控制系统 217
习题 224
参考文献 224
第九章 机械手的力控制 225
§9-1 机械手直角坐标系的主动刚性控制 227
§9-2 机械手的位置和力的混合控制 229
§9-3 机械手在作业空间的位置和力的控制 240
习题 246
参考文献 246
第十章 应用线性化模型设计机械手控制器的方法 247
§10-1 两连杆机械手的线性多变量控制 247
§10-2 n连杆机械手的线性多变量控制器 259
附录A 多变量系统的PD输出反馈的设计 273
附录B 为配置极点的多变量PID控制器的设计 276
习题 279
参考文献 279
第十一章 机械手的非线性控制 280
§11-1 带极点配置的机械手的非线性控制 280
§11-2 应用非线性反馈及非线性变换的机械手控制器 295
参考文献 304
习题 304
第十二章 机械手的最优控制 306
§12-1 机械手的加权最小时间燃料指标的次最优控制 306
§12-2 机械手的最优PID控制 319
附录 式(12.21a)的推导 326
习题 327
参考文献 327
第十三章 机械手的递阶及分散控制 329
§13-1 机械手的两级递阶控制方案之一 329
§13-2 机械手的两级递阶控制方案之二 335
§13-3 机械手的分散控制 341
参考文献 346
习题 346
第十四章 机械手的自适应控制 348
§14-1 基于机械手线性化模型的自校正控制方案 348
§14-2 基手机械手线性化模型的模型参考自适应控制方案 355
§14-3 基于非线性反馈的自适应控制器 360
§14-4 机械手补偿非线性及解蜗控制的自适应方案 368
§14-5 机械乒的变结构模型跟踪控制 378
习题 384
参考文献 384
第十五章 机械手控制的几个研究发展新方向 386
§15-1 柔性机械手的建模与控制 386
§15-2 冗余机械手的控制 390
§15-3 多机械手的递阶控制 394
参考文献 404