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機(jī)器人建模與控制課件+教學(xué)大綱
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資料類別
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機(jī)械機(jī)電課件 |
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課程(專業(yè))
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機(jī)器人建模與控制 |
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關(guān)鍵詞
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空間描述和變換|智能制造系統(tǒng)感知分析與決策 |
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適用年級
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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30 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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pdf |
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文件大小
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發(fā)布時間
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2024-11-27 19:31:00 |
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kj008 |
內(nèi)容簡介：
機(jī)器人建模與控制課件+教學(xué)大綱
第1章緒論1
1.1機(jī)器人學(xué)概述2
1.2機(jī)器人分類3
1.2.1按控制方法分類3
1.2.2按應(yīng)用領(lǐng)域分類3
1.2.3按移動功能分類4
1.3機(jī)械臂系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)4
1.3.1機(jī)械臂系統(tǒng)4
1.3.2串聯(lián)機(jī)械臂5
1.3.3常見機(jī)械臂幾何結(jié)構(gòu)5
1.4機(jī)器人建模與控制簡述7
1.4.1基本概念7
1.4.2機(jī)械臂設(shè)計方法9
習(xí)題10
第2章空間描述和變換11
2.1坐標(biāo)系與向量11
2.1.1笛卡兒直角坐標(biāo)系11
2.1.2向量12
2.1.3三維向量的內(nèi)積和外積13
2.2參考系中點和剛體的描述16
2.2.1點的位置描述16
2.2.2剛體的位置和姿態(tài)描述16
2.2.3齊次變換矩陣17
2.3兩個坐標(biāo)系的幾何關(guān)系18
2.3.1兩個坐標(biāo)系的相對姿態(tài)18
2.3.2兩個坐標(biāo)系的相對位置19
2.3.3兩個坐標(biāo)系的相對位姿20
2.3.4同一個點在兩個參考系中的描述21
2.3.5坐標(biāo)系變換的鏈乘法則22
2.4姿態(tài)的歐拉角表示和固定角表示23
2.4.1基本旋轉(zhuǎn)矩陣23
2.4.2姿態(tài)的歐拉角表示25
2.4.3姿態(tài)的固定角表示29
2.4.4歐拉角表示和固定角表示的一個缺點32
2.5姿態(tài)的等效軸角表示和坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)、平移變換35
2.5.1姿態(tài)的等效軸角表示35
2.5.2旋轉(zhuǎn)矩陣與坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)39
2.5.3齊次變換矩陣與坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)、平移40
2.6姿態(tài)的單位四元數(shù)表示44
2.6.1四元數(shù)44
2.6.2單位四元數(shù)表示45
2.6.3單位四元數(shù)乘法與坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)48
2.6.4歐拉參數(shù)52
習(xí)題54
第3章機(jī)器人運(yùn)動學(xué)56
3.1串聯(lián)機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動學(xué)參量56
3.1.1串聯(lián)機(jī)構(gòu)的組成56
3.1.2連桿長度與連桿轉(zhuǎn)角57
3.1.3連桿偏距與關(guān)節(jié)角58
3.1.4首末關(guān)節(jié)的運(yùn)動學(xué)參量59
3.2建立坐標(biāo)系的非標(biāo)準(zhǔn)D-H（Denavit-Hartenberg）方法59
3.2.1運(yùn)動學(xué)參量表59
3.2.2連桿聯(lián)體坐標(biāo)系的配置61
3.3機(jī)器人正運(yùn)動學(xué)64
3.3.1相鄰連桿聯(lián)體坐標(biāo)系的變換64
3.3.2正運(yùn)動學(xué)問題及其求解65
3.3.3PUMA560機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)方程67
3.3.4笛卡兒空間和關(guān)節(jié)空間71
習(xí)題71
第4章機(jī)器人逆運(yùn)動學(xué)74
4.1逆運(yùn)動學(xué)問題74
4.2逆運(yùn)動學(xué)的可解性75
4.2.1工作空間和解的存在性75
4.2.2逆運(yùn)動學(xué)的多解可能性76
4.2.3逆運(yùn)動學(xué)的封閉解和數(shù)值解77
4.3代數(shù)解法和幾何解法77
4.3.1代數(shù)解法77
4.3.2幾何解法79
4.3.3通過化簡為多項式的代數(shù)解法80
4.4三軸相交的PIEPER解法81
4.5機(jī)器人逆運(yùn)動學(xué)實例83
習(xí)題87
第5章機(jī)器人微分運(yùn)動學(xué)和靜力學(xué)89
5.1時變位姿的符號表示90
5.1.1線速度向量90
5.1.2角速度向量91
5.2剛體的線速度與角速度91
5.2.1剛體純平移時的線速度變化92
5.2.2剛體一般運(yùn)動時的線速度變化92
5.2.3運(yùn)動坐標(biāo)系之間的角速度向量關(guān)系94
5.3機(jī)器人連桿間的速度傳遞95
5.3.1轉(zhuǎn)動型關(guān)節(jié)的速度傳遞96
5.3.2平動型關(guān)節(jié)的速度傳遞97
5.3.3連桿速度計算的向外迭代法97
5.4雅可比矩陣99
5.4.1雅可比矩陣的定義99
5.4.2幾何雅可比矩陣100
5.4.3雅可比矩陣的向量積構(gòu)造法101
5.4.4參考坐標(biāo)系變換下的雅可比矩陣102
5.5逆微分運(yùn)動學(xué)及奇異性103
5.5.1逆微分運(yùn)動103
5.5.2奇異性105
5.5.3可操作度107
5.6分析雅可比矩陣109
5.6.1分析雅可比矩陣的定義109
5.6.2剛體角速度與歐拉角速率的關(guān)系109
5.6.3分析雅可比矩陣與幾何雅可比矩陣的關(guān)系110
5.6.4逆運(yùn)動學(xué)數(shù)值解111
5.7機(jī)器人的靜力112
5.7.1力偶與力系平衡112
5.7.2機(jī)器人連桿間的靜力傳遞113
5.7.3力域中的雅可比115
習(xí)題116
第6章機(jī)器人軌跡規(guī)劃118
6.1路徑與軌跡118
6.2關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃119
6.2.1三次多項式119
6.2.2五次多項式120
6.2.3考慮關(guān)節(jié)中間點的三次多項式軌跡121
6.2.4帶拋物線過渡的直線段123
6.2.5考慮關(guān)節(jié)中間點的帶拋物線過渡的直線段124
6.3笛卡兒空間軌跡規(guī)劃127
6.3.1笛卡兒直線運(yùn)動127
6.3.2姿態(tài)的四元數(shù)插值128
習(xí)題130
第7章機(jī)器人動力學(xué)131
7.1速度和加速度的傳遞131
7.1.1線速度和角速度的傳遞131
7.1.2線加速度的傳遞132
7.1.3角加速度的傳遞132
7.2剛體的慣性張量與歐拉方程132
7.3牛頓-歐拉迭代動力學(xué)方程136
7.3.1向外迭代：速度和加速度的計算137
7.3.2向內(nèi)迭代：力和力矩的計算139
7.4機(jī)器人動力學(xué)方程的拉格朗日方法146
7.4.1動能的計算146
7.4.2勢能的計算147
7.4.3（完整的）拉格朗日動力學(xué)方程147
7.4.4動力學(xué)方程的性質(zhì)151
習(xí)題153
第8章機(jī)器人運(yùn)動控制154
8.1獨(dú)立關(guān)節(jié)控制155
8.1.1電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動器155
8.1.2減速器及關(guān)節(jié)模型156
8.1.3旋轉(zhuǎn)編碼器及關(guān)節(jié)傳遞函數(shù)模型157
8.1.4考慮階躍輸入的PD控制器設(shè)計158
8.1.5考慮階躍輸入的PID控制器設(shè)計160
8.1.6考慮二階可導(dǎo)輸入的PID控制器設(shè)計162
8.2計算轉(zhuǎn)矩前饋控制163
8.3集中控制167
8.3.1電機(jī)電流反饋167
8.3.2集中控制的被控對象模型169
8.3.3重力補(bǔ)償PD控制170
8.3.4逆動力學(xué)控制171
8.3.5魯棒控制172
8.3.6自適應(yīng)控制175
習(xí)題178
第9章機(jī)器人力控制180
9.1力位混合控制181
9.1.1坐標(biāo)系和約束181
9.1.2力位混合控制器設(shè)計184
9.2阻抗控制185
9.2.1阻抗控制策略185
9.2.2阻抗控制器186
9.2.3機(jī)器人阻抗控制188
9.3關(guān)節(jié)力/力矩控制191
9.3.1電流環(huán)控制192
9.3.2應(yīng)變片式力矩傳感器192
9.3.3串聯(lián)彈性驅(qū)動器192
相關(guān)說明：
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