機器人控制系統的設計與MATLAB仿真:基本設計方法（第2版）( 簡體 字) | |
| 作者：劉金琨 | 類別：1. -> 工程繪圖與工程計算 -> Matlab 2. -> 電子工程 -> 機器人 |
| 出版社：清華大學出版社 |  3dWoo書號： 55708詢問書籍請說出此書號！ 有庫存 NT售價： 540 元 |
| 出版日：4/1/2022 | |
| 頁數：440 | |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 字 ) |
| ISBN：9787302592402 | 加入購物車 │加到我的最愛 (請先登入會員) |
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第1章緒論
1.1機器人控制方法簡介 1.1.1機器人常用的控制方法 1.1.2不確定機器人系統的控制 1.2機器人動力學模型及其結構特性 1.3基于S函數的Simulink仿真 1.3.1S函數簡介 1.3.2S函數使用步驟 1.3.3S函數的基本功能及重要參數設定 1.3.4S函數描述實例 第2章機械手PD控制 2.1機械手獨立PD控制 2.1.1控制律的設計 2.1.2收斂性分析 2.1.3仿真實例 2.2基于重力補償的機械手PD控制 2.2.1控制律的設計 2.2.2控制律分析 2.3基于模型補償的機械手PD控制 2.3.1系統描述 2.3.2控制器的設計 2.3.3仿真實例 參考文獻 第3章機械手神經網絡自適應控制 3.1一種簡單的RBF網絡自適應滑模控制 3.1.1問題描述 3.1.2RBF網絡原理 3.1.3控制算法設計與分析 3.1.4仿真實例 3.2基于RBF網絡逼近的機械手自適應控制 3.2.1問題的提出 3.2.2基于RBF網絡逼近的控制器 3.2.3針對f(x)中各項分別進行神經網絡逼近 3.2.4仿真實例 參考文獻 第4章機械手模糊自適應控制 4.1單力臂機械手直接自適應模糊控制 4.1.1問題描述 4.1.2模糊控制器的設計 4.1.3自適應律的設計 4.1.4仿真實例 4.2單力臂機械手間接自適應模糊控制 4.2.1問題描述 4.2.2自適應模糊滑模控制器的設計 4.2.3穩定性分析 4.2.4仿真實例 4.3單級倒立擺的監督模糊控制 4.3.1模糊系統的設計 4.3.2模糊監督控制器的設計 4.3.3穩定性分析 4.3.4仿真實例 4.4基于模糊補償的機械手自適應模糊控制 4.4.1系統描述 4.4.2基于傳統模糊補償的控制 4.4.3基于模型信息已知的模糊補償控制 4.4.4仿真實例 4.5基于線性矩陣不等式的單級倒立擺TS模糊控制 4.5.1基于LMI的TS型模糊系統控制器的設計 4.5.2LMI不等式的設計及分析 4.5.3不等式的轉換 4.5.4LMI設計實例說明 4.5.5單級倒立擺的TS模型模糊控制 參考文獻 第5章機械手迭代學習控制 5.1迭代學習控制的數學基礎 5.1.1矩陣的跡及初等性質 5.1.2向量范數和矩陣范數 5.2迭代學習控制方法介紹 5.2.1迭代學習控制基本原理 5.2.2基本的迭代學習控制算法 5.2.3迭代學習控制主要分析方法 5.2.4迭代學習控制的關鍵技術 5.3機械手軌跡跟蹤迭代學習控制仿真實例 5.3.1控制器的設計 5.3.2仿真實例 5.4線性時變連續系統迭代學習控制 5.4.1系統描述 5.4.2控制器設計及收斂性分析 5.4.3仿真實例 5.5任意初始狀態下的迭代學習控制 5.5.1問題的提出 5.5.2控制器的設計 5.5.3仿真實例 參考文獻 第6章機械手反演控制 6.1簡單反演控制器的設計 6.1.1基本原理 6.1.2仿真實例 6.2單關節機械手的反演控制 6.2.1系統描述 6.2.2反演控制器的設計 6.2.3仿真實例 6.3雙耦合電機的反演控制 6.3.1系統描述 6.3.2反演控制器的設計 6.3.3仿真實例 參考文獻 第7章機械手滑模控制 7.1機械手動力學模型及特性 7.2基于計算力矩法的滑模控制 7.2.1系統描述 7.2.2控制律的設計 7.2.3仿真實例 7.3基于輸入輸出穩定性理論的滑模控制 7.3.1系統描述 7.3.2控制律的設計 7.3.3仿真實例 7.4基于LMI的指數收斂非線性干擾觀測器的控制 7.4.1非線性干擾觀測器的問題描述 7.4.2非線性干擾觀測器的設計 7.4.3LMI不等式的求解 7.4.4計算力矩法的滑模控制 7.4.5仿真實例 7.5欠驅動兩桿機械臂Pendubot滑模控制 7.5.1Pendubot控制問題 7.5.2Pendubot機械臂建模 7.5.3Pendubot動力學模型 7.5.4Pendubot模型的分析 7.5.5滑模控制律的設計 7.5.6閉環穩定性分析 7.5.7基于Hurwitz的參數設計 7.5.8仿真實例 參考文獻 第8章機械手自適應魯棒控制 8.1單力臂機械系統的魯棒自適應控制 8.1.1問題描述 8.1.2魯棒模型參考自適應控制 8.1.3仿真實例 8.2二級倒立擺的H∞魯棒控制 8.2.1系統的描述 8.2.2基于LMI的控制律的設計 8.2.3二級倒立擺系統的描述 8.2.4仿真實例 參考文獻 第9章機械手末端軌跡及力的連續切換滑模控制 9.1基于雙曲正切函數切換的滑模控制 9.1.1雙曲正切函數的特性 9.1.2仿真實例 9.1.3基于雙曲正切函數的滑模控制 9.1.4仿真實例 9.2基于位置動力學模型的機械手末端軌跡滑模控制 9.2.1工作空間直角坐標與關節角位置的轉換 9.2.2機械手在工作空間的建模 9.2.3滑模控制器的設計 9.2.4仿真實例 9.3基于角度動力學模型的機械手末端軌跡滑模控制 9.3.1機械手在工作空間的建模 9.3.2工作空間直角坐標與關節角位置的轉換 9.3.3滑模控制器的設計 9.3.4仿真實例 9.4工作空間中雙關節機械手末端的阻抗滑模控制 9.4.1問題的提出 9.4.2阻抗模型的建立 9.4.3滑模控制器的設計 9.4.4仿真實例 9.4.5仿真中的代數環問題 9.5受約束條件下雙關節機械手末端力及關節角度的滑模控制 9.5.1問題的提出 9.5.2模型的降階 9.5.3控制律的設計 9.5.4穩定性分析 9.5.5仿真實例 參考文獻 第10章重復控制的基本原理及設計方法 10.1重復控制的基本原理 10.1.1重復控制的理論基礎 10.1.2基本的重復控制系統結構 10.1.3基本重復控制系統穩定性分析 10.1.4仿真實例 10.2一種具有多路周期指令信號的數字重復控制 10.2.1系統的結構 10.2.2控制器的設計方法 10.2.3仿真實例 參考文獻 第11章機械手容錯控制 11.1執行器容錯的輸入受限控制 11.1.1系統描述 11.1.2控制器的設計及分析 11.1.3仿真實例 11.2傳感器和執行器同時容錯的反演自適應控制 11.2.1系統描述 11.2.2控制器的設計與分析 11.2.3仿真實例 11.3傳感器和執行器同時容錯的RBF網絡輸入受限控制 11.3.1系統描述 11.3.2RBF神經網絡逼近 11.3.3控制器的設計及分析 11.3.4仿真實例 參考文獻 第12章基于事件驅動的機械手反演控制 12.1基于固定閾值的事件驅動反演控制 12.1.1基本原理 12.1.2控制器的設計與分析 12.1.3時間驅動有限次觸發分析 12.1.4仿真實例 12.2基于時變閾值的事件驅動反演控制 12.2.1基本原理 12.2.2控制器的設計與分析 12.2.3仿真實例 參考文獻 第13章基于輸入延遲的機械手控制 13.1帶有輸入延遲的輸入受限控制 13.1.1系統描述 13.1.2控制器的設計與分析 13.1.3仿真實例 13.2基于干擾觀測器且帶有輸入延遲的輸入受限控制 13.2.1系統描述 13.2.2控制器的設計與分析 13.2.3仿真實例 13.3基于狀態觀測器的輸入延遲控制 13.3.1系統描述 13.3.2控制器的設計與分析 13.3.3仿真實例 參考文獻 第14章基于執行器量化的控制 14.1基于執行器容錯的控制輸入量化控制 14.1.1系統描述 14.1.2量化控制器的設計與分析 14.1.3仿真實例 14.2基于狀態觀測器的輸入量化反饋控制 14.2.1系統描述 14.2.2控制器的設計與分析 14.2.3仿真實例 14.3基于狀態觀測器的輸入輸出量化反饋控制 14.3.1系統描述 14.3.2控制器的設計與分析 14.3.3仿真實例 參考文獻 第15章基于控制方向未知的控制 15.1基本知識 15.2基于控制方向未知的狀態跟蹤 15.2.1系統描述 15.2.2控制律的設計 15.2.3仿真實例 15.3控制方向未知的反演控制 15.3.1系統描述 15.3.2控制律的設計及分析 15.3.3仿真實例 15.4控制方向未知的自適應反演控制 15.4.1系統描述 15.4.2控制律的設計與分析 15.4.3仿真實例 參考文獻 第16章多智能體系統一致性控制的設計與分析 16.1多智能體系統介紹 16.1.1多智能體系統特點 16.1.2多智能體系統應用領域 16.1.3多智能體系統在機器人控制中的應用 16.1.4多智能體控制展望 16.2一階多智能體系統的一致性控制 16.2.1系統描述 16.2.2控制器的設計 16.2.3穩定性分析 16.2.4仿真實例 16.3非線性多智能體系統一致性控制 16.3.1問題描述 16.3.2控制器的設計與分析 16.3.3仿真實例 16.4線性多智能體系統一致性控制 16.4.1系統描述 16.4.2控制律的設計 16.4.3仿真實例 16.5基于RBF網絡的多智能體系統一致性控制 16.5.1系統描述 16.5.2基于RBF網絡逼近f(·)的滑模控制 16.5.3控制律的設計 16.5.4仿真實例 參考文獻 本書系統地介紹了機械手控制的幾種先進設計方法,是作者多年來從事機器人控制系統教學和科研
工作的結晶,同時融入了國內外同行近年來所取得的**成果。 本書主要以機械手的控制為論述對象,共包括16章內容,分別介紹PID 控制、神經網絡自適應控制、 模糊自適應控制、迭代學習控制、反演控制、滑模控制、自適應魯棒控制、末端軌跡及力的連續切換滑模控 制、重復控制的基本原理及設計、機械手容錯控制、基于事件驅動的機械手反演控制、基于輸入延遲的機械 手控制、基于執行器量化的控制、基于控制方向未知的控制和多智能體系統一致性控制的設計與分析。每 種方法都給出了算法推導、實例分析和相應的MATLAB仿真設計程序。 本書各部分內容既相互聯系又相互獨立,讀者可根據自己的需要選擇學習。本書適合從事生產過程 自動化、計算機應用、機械電子和電氣自動化領域工作的工程技術人員閱讀,也可作為高等院校工業自動 化、自動控制、機械電子、自動化儀表、計算機應用等專業的教學參考書。 有關機器人控制理論及其工程應用，近年來已有大量的論文發表。作者多年來一直從事控制理論及應用方面的教學和研究工作，為了促進機器人控制和自動化技術的進步，反映機器人控制設計與應用中的最新研究成果，并使廣大研究人員和工程技術人員能了解、掌握和應用這一領域的最新技術，學會用MATLAB語言進行各種機器人控制算法的分析和設計，作者編寫了本書，以拋磚引玉，供廣大讀者學習參考。
本書是在總結作者多年研究成果的基礎上，進一步理論化、系統化、規范化、實用化而成的，特點如下： (1) 控制算法取材新穎，內容先進，重點置于學科交叉部分的前沿研究和介紹一些有潛力的新思想、新方法和新技術，取材著重于基本概念、基本理論和基本方法。 (2) 針對每種控制算法給出了完整的MATLAB仿真程序，并給出了程序的說明和仿真結果，具有很強的可讀性。 (3) 著重從應用角度出發，突出理論聯系實際，面向廣大工程技術人員，具有很強的工程性和實用性。書中有大量應用實例及結果分析，為讀者提供了有益的借鑒。 (4) 所給出的各種控制算法完整，結構設計力求簡單明了，便于自學和進一步開發。 (5) 所介紹的方法不局限于機械手的控制，同時也適合解決運動控制領域其他背景的控制問題。 本書主要以機器人力臂為被控對象，此外，為了介紹一些新的運動控制方法，本書還以機械系統、電機、倒立擺為被控對象輔助說明。 本書是在原有《機器人控制系統的設計與MATLAB仿真》基礎上撰寫而成的，并增加、修改和刪除了部分內容。全書 共包括16章內容。第1章為緒論，介紹機器人的幾種控制方法及模型特性； 第2章介紹機械手PD控制的幾種基本設計方法，通過仿真和分析進行了說明； 第3章介紹機械手神經網絡自適應控制的幾種設計方法； 第4章介紹基于LMI的模糊魯棒控制方法和幾種機械手模糊自適應控制器的設計方法； 第5章介紹機械手迭代學習控制 設計方法； 第6章介紹機械手反演控制的設計方法； 第7章介紹機械手滑模控制基本設計方法； 第8章介紹機械手自適應魯棒控制方法，包括魯棒控制器和自適應控制器的設計； 第9章介紹機械手末端軌跡及力控制設計方法； 第10章介紹重復控制的基本原理及設計方法； 第11章介紹機械手容錯控制器的設計和分析方法； 第12章介紹基于事件驅動的機械手反演控制設計方法； 第13章介紹在 帶有 輸入延遲的輸入受限控制下的機械手控制器設計和分析方法； 第14章介紹基于隨機量化的執行器量化控制器設計和分析方法； 第15章介紹基于控制方向未知的反演控制器設計和分析方法； 第16章介紹多智能體系統一致性控制的設計與分析。 本書介紹的控制方法有些選自高水平國際期刊中的經典控制方法，并對其中的一些算法進行了修正或補充。通過對一些典型控制器設計方法進行詳細的理論分析和仿真分析，使一些深奧的控制理論易于掌握，為讀者的深入研究打下基礎。 本書是基于英文版MATLAB環境下開發(書中仿真圖的圖字均為英文)。書中各章節的內容具有很強的獨立性，讀者可以結合自己的方向深入地進行研究。 作者在研究過程中，東北大學徐心和教授和薛定宇教授在機器人控制及仿真等方面給予作者很多的指點，北京航空航天大學爾聯潔教授在控制理論方面 給予作者多年的指導，在此深表感謝。 由于作者水平有限，書中難免存在一些不足之處，真誠歡迎廣大讀者批評指正。 劉金琨2022年1月于北京航空航天大學 仿真程序使用說明 (1) 所有仿真算法程序按章歸類，程序名與書中一一對應。 (2) 將下載的仿真程序復制到硬盤中MATLAB運行的路徑中，便可仿真運行。 (3) 本書算法程序在當前MATLAB版本下運行成功，并適用于其他更高級版本。 (4) 程序下載： 到清華大學出版社網站本書頁面下載。 | |
