第1章 绪论 1
1.1 非完整约束与非完整系统 1
1.2 非完整机器人 4
1.3 非完整机器人的基础问题 8
1.3.1 机器人的“非完整性”判别 8
1.3.2 非完整机器人的可控性 9
1.3.3 非完整机器人的运动规划 9
1.4 非完整机器人的研究综述 10
1.4.1 非完整机器人特性的研究综述 11
1.4.2 非完整运动规划与控制的研究综述 12
1.4.3 新型非完整机器人的研究综述 15
1.5 本书内容概述 18
参考文献 20
第2章 非完整系统的基本特性 25
2.1 非完整系统的约束特性 25
2.2 约束的非完整性判别 30
2.3 非完整系统的可控性 35
2.4 非完整系统的控制与链式变换 37
2.4.1 非完整系统的控制 37
2.4.2 链式变换 40
2.4.3 链式变换的特性 43
2.5 非完整系统的动力学方程 44
2.5.1 非完整系统的哈密顿原理 44
2.5.2 非完整系统的典型动力学方程 46
2.6 本章小结 58
参考文献 58
第3章 非完整约束机构的原理 60
3.1 非完整约束机构的结构模型 60
3.2 非完整约束机构的运动模型及其特性 64
3.2.1 非完整约束机构的运动模型 64
3.2.2 非完整运动传递机构的主要特性 65
3.3 非完整约束机构的运动学分析 67
3.3.1 圆盘转动为机构运动的输入 67
3.3.2 转盘转动为机构运动的输入 70
3.4 非完整约束机构的动力学特性 72
3.5 本章小结 74
参考文献 74
第4章 面向控制的非完整机器人机构的理论设计 75
4.1 可控非完整机器人机构的设计思想 75
4.2 开链式非完整机器人机构的理论设计 76
4.2.1 机器人的关节结构与运动传递关系 76
4.2.2 机器人的结构 79
4.3 开链式非完整机器人的运动学模型 80
4.4 开链式多关节机器人的可控性和非完整性 82
4.5 并链式可控非完整机器人机构的理论设计 86
4.5.1 能量主传递链的设计 86
4.5.2 并链式非完整机器人机构的理论设计 88
4.5.3 并链式非完整机器人的可控性和非完整性 90
4.6 本章小结 91
参考文献 91
第5章 多关节非完整机器人的基本特性与链式变换 92
5.1 四关节非完整机器人机构的基本特性 92
5.1.1 开链式四关节非完整机器人机构的基本特性 92
5.1.2 并链式四关节非完整机器人机构的基本特性 96
5.2 四关节非完整机器人系统的链式变换 99
5.2.1 多关节非完整机器人系统的链式变换方法 99
5.2.2 开链式四关节非完整机器人的链式变换 101
5.2.3 并链式四关节非完整机器人的链式变换 104
5.3 多关节非完整机器人的动力学模型 106
5.4 本章小结 112
参考文献 112
第6章 多关节非完整机器人的运动规划 113
6.1 链式系统的控制 113
6.1.1 链式系统的时间多项式输入控制 114
6.1.2 链式系统的三角函数输入控制 116
6.1.3 链式系统的最优控制 120
6.2 非完整机器人的运动规划方法 122
6.3 基于时间多项式输入的非完整机器人的运动规划 123
6.3.1 开链式多关节非完整机器人的运动规划 123
6.3.2 并链式多关节非完整机器人的运动规划 126
6.4 基于三角函数输入的非完整机器人的运动规划 128
6.4.1 开链式多关节非完整机器人的运动规划 128
6.4.2 并链式多关节非完整机器人的运动规划 131
6.5 本章小结 134
参考文献 135
第7章 多关节非完整机器人的设计与实验研究 136
7.1 开链式三关节非完整机器人的机械设计 136
7.1.1 设计中的主要问题 136
7.1.2 关节传动机构的设计 137
7.1.3 多关节非完整机器人的机械设计 139
7.2 运动控制实验平台 141
7.2.1 实验平台系统的建立 141
7.2.2 硬件结构体系 142
7.2.3 软件结构体系 143
7.3 三关节非完整机器人的控制实验研究 144
7.3.1 时间多项式输入控制 144
7.3.2 时间多项式控制的三关节非完整机器人的实验分析 145
7.4 本章小结 148
参考文献 148
第8章 多挂车轮式移动机器人的操舵控制 149
8.1 多挂车轮式移动机器人的运动学模型及特性 149
8.2 多挂车轮式移动机器人的操舵与模型 153
8.3 多挂车轮式移动机器人系统的链式变换 156
8.4 多挂车轮式移动机器人的操舵方法 158
8.5 多挂车轮式移动机器人的轨迹跟踪性能 161
8.6 本章小结 164
参考文献 164
第9章 非完整机器人的研究展望 165
9.1 非完整系统的控制研究 165
9.2 非完整机器人机构的研究 166
9.3 非完整机器人的应用 167
参考文献 168