機器人控制系統(tǒng)的設(shè)計與MATLAB仿真：基本設(shè)計方法/電子信息與電氣工程技術(shù)叢書
定 價：69 元
- 作者：劉金琨 著
- 出版時間：2016/12/1
- ISBN：9787302456964
- 出 版 社：清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類：TP24
- 頁碼：306
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《機器人控制系統(tǒng)的設(shè)計與MATLAB仿真：基本設(shè)計方法（電子信息與電氣工程技術(shù)叢書）》系統(tǒng)地介紹了機械手控制的幾種先進設(shè)計方法，是作者多年來從事機器人控制系統(tǒng)教學(xué)和科研工作的結(jié)晶，同時融入了國內(nèi)外同行近年來所取得的*新成果。
本書以機械手的控制為論述對象，共包括10章，分別介紹了先進PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制、模糊自適應(yīng)控制、迭代學(xué)習(xí)控制、反演控制、滑�？刂啤⒆赃m應(yīng)魯棒控制、末端軌跡及力控制、重復(fù)控制設(shè)計方法。每種方法都給出了算法推導(dǎo)、實例分析和相應(yīng)的MATLAB仿真設(shè)計程序。
本書各部分內(nèi)容既相互聯(lián)系又相互獨立，讀者可根據(jù)自己的需要選擇學(xué)習(xí)。本書適用于從事生產(chǎn)過程自動化、計算機應(yīng)用、機械電子和電氣自動化領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員閱讀，也可作為高等院校工業(yè)自動化、自動控制、機械電子、自動化儀表、計算機應(yīng)用等專業(yè)的教學(xué)參考書。
本書是在原有《機器人控制系統(tǒng)的設(shè)計與MATLAB仿真》基礎(chǔ)上撰寫而成，并刪除、增加和更新了部分內(nèi)容。全書共分為兩冊，本書為上冊，即“基本設(shè)計方法”部分。本書共分10章，包括先進PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制、模糊自適應(yīng)控制、迭代學(xué)習(xí)控制、反演控制、滑�？刂�、自適應(yīng)魯棒控制、末端軌跡及力控制及重復(fù)控制設(shè)計方法。每種方法都給出了算法推導(dǎo)、實例分析和相應(yīng)的MATLAB設(shè)計仿真程序。本書特色如下：
(1) 控制算法重點置于基礎(chǔ)理論分析，針對機械手基本控制算法進行了深入剖析。
(2) 針對每種控制算法，均給出了完整的MATLAB仿真程序，同時也給出了程序的說明 和仿真結(jié)果，具有很強的可讀性。
(3) 從應(yīng)用的角度出發(fā)，理論聯(lián)系實際，面向廣大工程技術(shù)人員，具有很強的工程性和實用性。
(4) 書中介紹的各種控制算法及應(yīng)用實例非常完整，程序結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單明了，便于自學(xué)和進一步開發(fā)。
程序下載：全部仿真代碼可到清華大學(xué)出版社網(wǎng)站本書頁面下載。
有關(guān)機器人控制理論及其工程應(yīng)用，近年來已有大量的論文發(fā)表。作者多年來一直從事控制理論及應(yīng)用方面的教學(xué)和研究工作，為了促進機器人控制和自動化技術(shù)的進步，反映機器人控制設(shè)計與應(yīng)用中的最新研究成果，并使廣大研究人員和工程技術(shù)人員能了解、掌握和應(yīng)用這一領(lǐng)域的最新技術(shù)，學(xué)會用MATLAB語言進行各種機器人控制算法的分析和設(shè)計，作者編寫了這本書，以拋磚引玉，供廣大讀者學(xué)習(xí)參考。
本書是在總結(jié)作者多年研究成果的基礎(chǔ)上，進一步理論化、系統(tǒng)化、規(guī)范化、實用化而成的，特點如下：
(1)控制算法取材新穎，內(nèi)容先進，重點置于學(xué)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(shù)，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(jié)果，具有很強的可讀性。
(3)著重從應(yīng)用領(lǐng)域角度出發(fā)，突出理論聯(lián)系實際，面向廣大工程技術(shù)人員，具有很強的工程性和實用性。書中有大量應(yīng)用實例及結(jié)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，程序設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計力求簡單明了，便于自學(xué)和進一步開發(fā)。
(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(lǐng)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(tǒng)、電機、倒立擺為被控對象來輔助說明。
本書是在原有《機器人控制系統(tǒng)的設(shè)計與MATLAB仿真》基礎(chǔ)上撰寫而成的，并增加、修改和刪除了部分內(nèi)容。全書共分為上下冊，本書作為上冊，共包括10章。第1章為緒論，介紹機械手的幾種控制方法及模型特性；第2章介紹機械手PID控制的幾種基本設(shè)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制的幾種設(shè)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(yīng)控制器的設(shè)計方法；第5章介紹機械手迭代學(xué)習(xí)控制和重復(fù)控制的設(shè)計方法；第6章介紹機械手反演控制的設(shè)計方法；第7章介紹機械手滑�？刂苹驹O(shè)計方法；第8章介紹機械手自適應(yīng)魯棒控制方法，包括魯棒控制器和自適應(yīng)控制器的設(shè)計；第9章介紹機械手末端軌跡及力控制設(shè)計方法；第10章介紹重復(fù)控制的基本原理及設(shè)計方法。
本書介紹的控制方法有些選自于高水平國際雜志和著作中的經(jīng)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(shè)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(chǔ)。
本書是基于英文版MATLAB環(huán)境下開發(fā)(書中仿真圖的圖字均為英文)。書中各章節(jié)的內(nèi)容具有很強的獨立性，讀者可以結(jié)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(xué)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(xué)爾聯(lián)潔教授給予作者在控制理論方面多年的指導(dǎo)，在此深表感謝。
由于作者水平有限，書中難免存在一些不足和錯誤之處，真誠歡迎廣大讀者批評指正。若讀者有指正或需與作者商討，或?qū)刂扑惴胺抡娉绦蛴幸蓡�，請通過電子郵件與作者聯(lián)系。作者相信，通過與廣大同行的交流，可以得到許多有益的建議，從而再版時將本書完善。
劉金琨2016年12月于北京航空航天大學(xué)
劉金琨，1965年生，遼寧省大連市瓦房店人。分別于1989年、1994年和1997年獲東北大學(xué)工學(xué)學(xué)士、碩士和博士學(xué)位。1997—1999年在浙江大學(xué)工業(yè)控制技術(shù)研究所從事博士后研究工作�，F(xiàn)為北京航空航天大學(xué)控制理論與控制工程專業(yè)教授、博士生導(dǎo)師。主要從事控制理論與應(yīng)用的研究和教學(xué)工作。自從從事研究工作以來，主持國家自然基金等科研項目10余項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇，出版著作10部。
前言Ⅰ
仿真程序使用說明Ⅲ
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(tǒng)的控制
1.2機器人動力學(xué)模型及其結(jié)構(gòu)特性
1.3基于S函數(shù)的Simulink仿真
1.3.1S函數(shù)簡介
1.3.2S函數(shù)使用步驟
1.3.3S函數(shù)的基本功能及重要參數(shù)設(shè)定
1.3.4S函數(shù)描述實例
第2章機械手PID控制
2.1機械手獨立PD控制
2.1.1控制律設(shè)計
2.1.2收斂性分析
2.1.3仿真實例
2.2基于重力補償?shù)臋C械手PD控制
2.2.1控制律設(shè)計
2.2.2控制律分析
2.3基于模型補償?shù)臋C械手PD控制
2.3.1系統(tǒng)描述
2.3.2控制器的設(shè)計
2.3.3仿真實例
參考文獻
第3章機械手神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制
3.1一種簡單的RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)滑�？刂�
3.1.1問題描述
3.1.2RBF網(wǎng)絡(luò)原理
3.1.3控制算法設(shè)計與分析
3.1.4仿真實例
3.2基于RBF網(wǎng)絡(luò)逼近的機械手自適應(yīng)控制
3.2.1問題的提出
3.2.2基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近的控制器
3.2.3針對f(x)中各項分別進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近
3.2.4仿真實例
參考文獻
第4章機械手模糊自適應(yīng)控制
4.1單力臂機械手直接自適應(yīng)模糊控制
4.1.1問題描述
4.1.2模糊控制器的設(shè)計
4.1.3自適應(yīng)律的設(shè)計
4.1.4仿真實例
4.2單力臂機械手間接自適應(yīng)模糊控制
4.2.1問題描述
4.2.2自適應(yīng)模糊滑�？刂破髟O(shè)計
4.2.3穩(wěn)定性分析
4.2.4仿真實例
4.3單級倒立擺的監(jiān)督模糊控制
4.3.1模糊系統(tǒng)的設(shè)計
4.3.2模糊監(jiān)督控制器的設(shè)計
4.3.3穩(wěn)定性分析
4.3.4仿真實例
4.4基于模糊補償?shù)臋C械手自適應(yīng)模糊控制
4.4.1系統(tǒng)描述
4.4.2基于傳統(tǒng)模糊補償?shù)目刂?br />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(tǒng)控制器設(shè)計
4.5.2LMI不等式的設(shè)計及分析
4.5.3不等式的轉(zhuǎn)換
4.5.4LMI設(shè)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(xué)習(xí)控制及重復(fù)控制
5.1迭代學(xué)習(xí)控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
5.1.1矩陣的跡及初等性質(zhì)
5.1.2向量范數(shù)和矩陣范數(shù)
5.2迭代學(xué)習(xí)控制方法介紹
5.2.1迭代學(xué)習(xí)控制基本原理
5.2.2基本的迭代學(xué)習(xí)控制算法
5.2.3迭代學(xué)習(xí)控制主要分析方法
5.2.4迭代學(xué)習(xí)控制的關(guān)鍵技術(shù)
5.3機械手軌跡跟蹤迭代學(xué)習(xí)控制仿真實例
5.3.1控制器設(shè)計
5.3.2仿真實例
5.4線性時變連續(xù)系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制
5.4.1系統(tǒng)描述
5.4.2控制器設(shè)計及收斂性分析
5.4.3仿真實例
5.5任意初始狀態(tài)下的迭代學(xué)習(xí)控制
5.5.1問題的提出
5.5.2控制器的設(shè)計
5.5.3仿真實例
參考文獻
第6章機械手反演控制
6.1簡單反演控制器設(shè)計
6.1.1基本原理
6.1.2仿真實例
6.2單關(guān)節(jié)機械手的反演控制
6.2.1系統(tǒng)描述
6.2.2反演控制器設(shè)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(tǒng)描述
6.3.2反演控制器設(shè)計
6.3.3仿真實例
參考文獻
第7章機械手滑�？刂�
7.1機械手動力學(xué)模型及特性
7.2基于計算力矩法的滑�？刂�
7.2.1系統(tǒng)描述
7.2.2控制律設(shè)計
7.2.3仿真實例
7.3基于輸入輸出穩(wěn)定性理論的滑�？刂�
7.3.1系統(tǒng)描述
7.3.2控制律設(shè)計
7.3.3仿真實例
7.4基于LMI的指數(shù)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(shè)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(qū)動兩桿機械臂Pendubot滑�？刂�
7.5.1Pendubot控制問題
7.5.2Pendubot機械臂建模
7.5.3Pendubot動力學(xué)模型
7.5.4Pendubot模型的分析
7.5.5滑模控制律設(shè)計
7.5.6閉環(huán)穩(wěn)定性分析
7.5.7基于Hurwitz的參數(shù)設(shè)計
7.5.8仿真實例
參考文獻
第8章機械手自適應(yīng)魯棒控制
8.1單力臂機械系統(tǒng)的魯棒自適應(yīng)控制
8.1.1問題描述
8.1.2魯棒模型參考自適應(yīng)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(tǒng)的描述
8.2.2基于LMI的控制律的設(shè)計
8.2.3二級倒立擺系統(tǒng)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(xù)切換滑�？刂�
9.1基于雙曲正切函數(shù)切換的滑�？刂�
9.1.1雙曲正切函數(shù)的特性
9.1.2仿真實例
9.1.3基于雙曲正切函數(shù)的滑�？刂�
9.1.4仿真實例
9.2基于位置動力學(xué)模型的機械手末端軌跡滑�？刂�
9.2.1工作空間直角坐標與關(guān)節(jié)角位置的轉(zhuǎn)換
9.2.2機械手在工作空間的建模
9.2.3滑�？刂破鞯脑O(shè)計
9.2.4仿真實例
9.3基于角度動力學(xué)模型的機械手末端軌跡滑�？刂�
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(guān)節(jié)角位置的轉(zhuǎn)換
9.3.3滑�？刂破鞯脑O(shè)計
9.3.4仿真實例
9.4工作空間中雙關(guān)節(jié)機械手末端的阻抗滑�？刂�
9.4.1問題的提出
9.4.2阻抗模型的建立
9.4.3滑�？刂破鞯脑O(shè)計
9.4.4仿真實例
9.5受約束條件下雙關(guān)節(jié)機械手末端力及關(guān)節(jié)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(shè)計
9.5.4穩(wěn)定性分析
9.5.5仿真實例
參考文獻
第10章重復(fù)控制基本原理及設(shè)計方法
10.1重復(fù)控制的基本原理
10.1.1重復(fù)控制的理論基礎(chǔ)
10.1.2基本的重復(fù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
10.1.3基本重復(fù)控制系統(tǒng)穩(wěn)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(shù)字重復(fù)控制
10.2.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
10.2.2重復(fù)控制器的設(shè)計
10.2.3仿真實例
參考文獻
書單推薦
