机器人学(建模规划与控制国外名校最新教材精选)

布鲁诺·西西里安诺、洛伦索·夏维科、路易吉 ·维拉尼、朱塞佩·奥里奥洛著的《机器人学(建模 规划与控制国外名校最新教材精选)》在阐述机器人 学基础知识的基础上介绍了机器人学的基本技术—— 建模、规划与控制。全书内容包括机器人运动学、微 分运动学与静力学、轨迹规划、执行器与传感器、控 制体系、机器人动力学、运动控制、力控制、视觉伺 服以及移动机器人、机器人运动规划等。为了向学生 传授实用技能，全书穿插有大量精心安排的实例和一 些案例研究，其中多数进行了仿真。本书中提出了许 多研究性问题，并介绍和解释了如何采用恰当的工具 寻求和获得面向工程的解决方案。此外，本书每章末 附有习题，供读者进一步思考和巩固所学内容；附录 部分给出了线性代数、刚体力学、反馈控制、微分几 何、图搜索算法等相关内容；本书还配有电子版的题 解手册，包含了计算机求解问题的MATLAB源代码，可 免费提供给采用本书作为教材的教师。

朱塞佩·奥里奥洛(Giuseppe 0riolo)，1992年获罗马第一大学(Universitd di Roma La Sapienza)博士学位；1994年起在该校任教，现为该校信息工程与自动控制系副教授；曾任IEEE Transac—tions on Robotics副主编(2001—2005)和主编(2009—2013)及IEEE多次国际学术会议的组织委员会主席或论文集主编。他还是多部学术著作和上百篇学术论文的作者。

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丛书序 前言 第1章 引言 1.1 机器人学 1.2 机器人机械结构 1.2.1 机器人机械手 1.2.2 移动机器人 1.3 工业机器人学 1.4 先进机器人学 1.4.1 野外机器人 1.4.2 服务机器人 1.5 机器人建模、规划与控制 1.5.1 建模 1.5.2 规划 1.5.3 控制 参考资料 第2章 运动学 2.1 刚体的姿态 2.2 旋转矩阵 2.2.1 基本旋转 2.2.2 向量的表示 2.2.3 向量的旋转 2.3 旋转矩阵的合成 2.4 欧拉角 2.4.1 ZYZ角 2.4.2 RPY角 2.5 角和轴 2.6 单位四元数 2.7 齐次变换 2.8 正运动学 2.8.1 开链 2.8.2 Denavit—Hartenberg法 2.8.3 闭链 2.9 典型机械手结构运动学 2.9.1 三连杆平面臂 2.9.2 平行四边形臂 2.9.3 球形臂 2.9.4 拟人臂 2.9.5 球形腕 2.9.6 斯坦福机械手 2.9.7 带球形腕的拟人臂 2.9.8 DLR机械手 2.9.9 类人机械手 2.10 关节空间与操作空间 2.10.1 工作空间 2.10.2 运动学冗余 2.11 运动学标定 2.12 逆运动学问题 2.12.1 三连杆平面臂的求解 2.12.2 带球形腕机械手的求解 2.12.3 球形臂的求解 2.12.4 拟人臂的求解 2.12.5 球形腕的求解 参考资料 习题 第3章 微分运动学和静力学 3.1 几何雅可比矩阵 3.1.1 旋转矩阵求导 3.1.2 连杆速度 3.1.3 雅可比矩阵计算 3.2 典型机械手结构的雅可比矩阵 3.2.1 三连杆平面臂 3.2.2 拟人臂 3.2.3 斯坦福机械手 3.3 运动学奇点 3.3.1 奇点解耦 3.3.2 腕奇点 3.3.3 臂奇点 3.4 冗余分析 3.5 逆微分运动学 3.5.1 冗余机械手 3.5.2 运动学奇点 3.6 分析雅可比矩阵 3.7 逆运动学算法 3.7.1 （广义—）逆雅可比矩阵 3.7.2 雅可比矩阵转置 3.7.3 方向误差 3.7.4 二阶算法 3.7.5 逆运动学算法之间的对比 3.8 静力学 3.8.1 运动静力学二元性 3.8.2 速度和力变换 3.8.3 闭链 3.9 可操纵性椭球体 参考资料 习题 第4章 轨迹规划 4.1 路径和轨迹 4.2 关节空间轨迹 4.2.1 点对点运动 4.2.2 通过系列点的运动 4.3 操作空间轨迹 4.3.1 路径基元 4.3.2 位置 4.3.3 指向 参考资料 习题 第5章 执行器与传感器 5.1 关节执行系统 5.1.1 传动装置 5.1.2 伺服发动机 5.1.3 功率放大器 5.1.4 能源 5.2 驱动 5.2.1 电气驱动 5.2.2 液压驱动 5.2.3 传动装置影响 5.2.4 位置控制 5.3 本体传感器 5.3.1 位置传感器 5.3.2 速度传感器 5.4 外部传感器 5.4.1 力传感器 5.4.2 距离传感器 5.4.3 视觉传感器 参考资料 习题 第6章 控制体系 6.1 功能体系 6.2 编程环境 6.2.1 示教 6.2.2 面向机器人编程 6.3 硬件体系 参考资料 习题 第7章 动力学 7.1 拉格朗日公式 7.1.1 动能计算 7.1.2 势能计算 7.1.3 运动方程 7.2 动力学模型的典型性质 7.2.1 矩阵阵B—2 C的反对称性 7.2.2 动力学参数的线性性 7.3 简单机械手结构的动力学模型 7.3.1 两连杆笛卡儿臂 7.3.2 两连杆平面臂 7.3.3 平行四边形臂 7.4 动力学参数辨识 7.5 牛顿—欧拉公式 7.5.1 连杆加速度 7.5.2 递归算法 7.5.3 示例 7.6 动力学正解与逆解问题 7.7 轨迹的动态标度 7.8 操作空间动力学模型 7.9 动力学可操作椭球 参考资料 习题 第8章 运动控制 8.1 控制问题 8.2 关节空间控制 8.3 分散控制 8.3.1 独立关节控制 8.3.2 分散前馈补偿 8.4 计算转矩前馈控制 8.5 集中控制 8.5.1 重力补偿PD控制 8.5.2 逆动力学控制 8.5.3 鲁棒控制 8.5.4 自适应控制 8.6 操作空间控制 8.6.1 总体方案 8.6.2 重力补偿PD控制 8.6.3 逆动力学控制 8.7 不同控制方案的比较 参考资料 习题 第9章 力控制 第10章 视觉伺服系统 第11章 移动机器人 第12章 运动规划 附录