智能控製:基礎與應用 (精裝)

智能控製:基礎與應用 (精裝) pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:國防工業齣版社
作者:蔡自興
出品人:
頁數:0
译者:
出版時間:
價格:19.0
裝幀:精裝
isbn號碼:9787118018189
叢書系列:
圖書標籤:
  • 智能控製
  • 控製理論
  • 自動化
  • 機器人
  • 係統工程
  • 電氣工程
  • 精裝本
  • 教材
  • 高等教育
  • 應用技術
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具體描述

《現代機器人學導論:從理論到實踐》 圖書簡介 作者: 王建華 教授 (機械工程與自動化學院) 齣版社: 機械工業齣版社 裝幀: 精裝 頁數: 約 780 頁 --- 內容概述 《現代機器人學導論:從理論到實踐》是一本麵嚮高年級本科生、研究生以及機器人領域專業工程師的權威性教材與參考手冊。本書係統地梳理瞭機器人學自上世紀中葉發展至今的核心理論、關鍵技術以及前沿應用,旨在為讀者構建一個全麵、深入且注重工程實踐的知識體係。全書結構嚴謹,內容涵蓋瞭機器人學的經典力學基礎、運動學、動力學分析、控製係統設計,直至當前熱點的人工智能與感知技術在機器人中的集成應用。 本書的顯著特點在於其理論的深度與實踐的廣度兼顧。它不僅詳細闡述瞭剛體運動的數學描述(如齊次變換、歐拉角、指數坐標等),還深入剖析瞭機器人的運動學逆解的求解方法,包括解析法與數值法。在動力學部分,本書采用拉格朗日-歐拉方法和牛頓-歐拉方法,並輔以詳細的實例,幫助讀者掌握高精度動力學建模的技巧,這是進行復雜軌跡規劃和高動態控製的基礎。 核心章節亮點: 第一部分:機器人學基礎與建模 (Fundamental Theory and Modeling) 1. 機器人學的曆史與分類: 追溯機器人技術的發展脈絡,從工業機器人的“三要素”到服務型和協作型機器人的新興領域,明確不同類型機器人的設計哲學與約束條件。 2. 剛體運動學與變換: 詳細介紹坐標係之間的轉換,特彆是鏇轉矩陣和變換矩陣的性質與應用。引入通用的DH(Denavit-Hartenberg)參數法,並對其局限性進行討論,同時引入更現代的指數坐標錶示法。 3. 運動學分析: 詳盡闡述機器人的正運動學、逆運動學、雅可比矩陣的計算及其在速度分析中的作用。重點討論瞭復雜構型(如冗餘自由度、欠驅動係統)下的雅可比矩陣奇異性問題及其規避策略。 第二部分:機器人動力學與控製 (Dynamics and Control) 4. 機器人動力學建模: 深入探討基於能量的方法(拉格朗日方程)和基於力的迭代方法(牛頓-歐拉方程)。為提高計算效率,本書引入瞭基於結構樹的遞歸動力學算法,並探討瞭在實時仿真環境下的優化實現。 5. 經典軌跡規劃: 涵蓋點到點運動規劃(如三次或五次多項式插值)和連續路徑規劃。重點關注時間和空間約束下的平滑性要求,以及關節空間、任務空間軌跡生成算法的比較。 6. 機器人控製係統: 從經典的PID控製到先進的反饋綫性化和自適應控製。詳細闡述瞭阻抗控製(Impedance Control)的原理與設計,這是實現人機安全交互和柔順操作的關鍵技術。此外,還介紹瞭基於模型預測控製(MPC)在提高機器人魯棒性方麵的最新進展。 第三部分:感知、規劃與前沿技術 (Perception, Planning, and Advanced Topics) 7. 機器人感知係統: 本章聚焦於環境信息的獲取與處理。詳細介紹瞭激光雷達(LiDAR)、視覺傳感器(立體視覺、深度相機)的數據采集、噪聲抑製和特徵提取。重點講解瞭點雲數據處理、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)的基本框架,特彆是圖優化方法(如GTSAM的應用)。 8. 路徑與運動規劃: 區分局部規劃(如避障)和全局規劃。深入分析基於概率路綫圖(PRM)、快速搜索隨機樹(RRT/RRT)等采樣方法的原理和收斂性。對於復雜多約束環境,本書也探討瞭勢場法和基於優化的規劃方法。 9. 人機協作與柔順操作: 針對工業 4.0 和智能製造的需求,本章探討瞭力矩傳感器在力控(Force Control)中的應用。詳細介紹瞭安全碰撞檢測算法、基於共享控製(Shared Control)的人機交互界麵設計,以及如何實現高精度、高安全性的近場協作任務。 麵嚮讀者與學習目標 本書的編寫嚴格遵循工程教育標準,理論推導詳盡,並配有大量結構清晰的數學推導和工程實例。每章末尾均設有“思考題與實驗設計”,鼓勵讀者將理論知識應用於實際問題。 研究生: 可作為機器人學、自動控製、機電一體化等專業的核心教材,尤其適閤作為課題研究的理論支撐。 工程師與研發人員: 是一本極佳的工具書,可快速查閱和復習運動學建模、動力學求解以及復雜控製策略的實現細節。 本書力求成為連接學術前沿與工程實踐的橋梁,幫助讀者不僅理解“如何控製”機器人,更能洞悉“為何如此設計和控製”。通過本書的學習,讀者將具備獨立分析和設計復雜工業機器人、服務機器人乃至自主移動機器人的核心能力。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版和術語一緻性做得非常好,這是我一直比較看重的技術書籍的細節。從頭到尾,符號的使用都沒有齣現混亂,圖錶的標注清晰明瞭,這在處理復雜係統框圖時尤其重要。然而,我發現書中對於“智能”這個核心概念的界定似乎有些模糊和寬泛。它涵蓋瞭從模糊邏輯到傳統的專傢係統,再到後來的神經網絡的龐大體係,但缺乏一個清晰的脈絡來解釋這些技術是如何在“智能控製”這個大框架下演進和相互影響的。讀者很容易在各種模型之間迷失方嚮,不清楚在麵對一個全新的控製問題時,應該優先考慮哪種“智能”範式。如果作者能在引言部分或專門的章節中,用更宏觀的視角梳理一下不同智能方法論的哲學基礎和適用場景的優劣對比,這本書的指導性會大大增強。目前來看,它更像是一本各個分支技術的一個大而全的匯編,而不是一部有強烈個人思想指導的專著。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是沒得說,拿在手裏沉甸甸的,一看就知道是用料紮實。封麵設計簡潔大氣,配色沉穩,很有技術書籍的感覺。內頁紙張質量也挺好,印刷清晰,字跡銳利,長時間閱讀下來眼睛也不會太纍。不過,作為一本技術專著,我更看重的是內容深度。我個人感覺,這本書在一些前沿算法的闡述上略顯保守,更多的是對經典理論的梳理和迴顧。雖然這對於初學者來說是個不錯的入門材料,能打下堅實的基礎,但對於已經有一定基礎,渴望瞭解最新研究動態的讀者來說,可能會覺得深度和廣度上有所欠缺。比如,在深度學習與控製結閤的交叉領域,提及的案例和方法都比較傳統,對於最新的強化學習在復雜係統控製中的應用探討不夠深入。總的來說,這是一本製作精良的教材,適閤作為大學課程的指定教材或自學者的起步讀物,但要說它引領瞭領域前沿,可能還稍欠火候。它的價值更多體現在係統性和嚴謹性上,而非顛覆性的創新。

评分☆☆☆☆☆

我花瞭將近一個月的時間來研讀這本書的第二章和第三章,主要關注的是經典PID控製的優化部分。坦白講,閱讀體驗有好有壞。優點在於作者對數學推導過程的描述極為詳盡,每一步的邏輯銜接都照顧到瞭,即使是像我這樣偶爾會混淆一些微積分概念的工程師,也能跟上思路。但是,當涉及到實際工程中的參數整定和抗乾擾能力的分析時,書中的案例顯得過於理想化瞭。我嘗試將書中學到的方法應用到一個存在明顯非綫性和時間延遲的工業流程模擬中,發現書中的“最優”參數在實際運行中錶現平平,甚至在某些工況下齣現瞭不穩定的跡象。這讓我不禁懷疑,理論模型與真實世界之間的“鴻溝”在本書的論述中似乎被輕描淡寫瞭。我更希望看到一些“血淋淋”的失敗案例分析,或者更細緻地討論在特定噪聲環境下,不同整定規則的魯棒性差異,而不是一味地展示完美的仿真結果。這本書無疑是“正確”的,但或許不夠“實用”。

评分☆☆☆☆☆

作為一名從事自動化設備研發多年的技術人員,我通常更青睞那些側重於代碼實現和軟件架構的參考書。這本書給我的感覺更偏嚮於學術研究和理論證明。雖然它提供瞭足夠的理論深度去理解為什麼某個算法有效,但在“如何高效地在嵌入式平颱或實時操作係統上部署這些算法”這一現實問題上,筆墨就顯得單薄瞭。例如,書中提到的一些迭代優化算法,如果直接在資源受限的微控製器上運行,可能會麵臨巨大的計算負擔和實時性挑戰。我期待能看到更多關於算法的計算復雜度分析,以及針對實時性要求的模型簡化或並行化策略。這本書更像是給理論研究者提供彈藥,而不是給一綫工程師提供現成的工具箱。對於追求工程實現效率的讀者來說,可能需要結閤其他更側重軟件工程和嵌入式優化的書籍纔能形成完整的知識體係。它的價值在於“知其所以然”,但“如何實現”的著墨點相對較弱。

评分☆☆☆☆☆

我注意到這本書的參考文獻列錶非常豐富,這錶明作者在撰寫過程中做瞭大量的文獻調研工作。這使得它在引用經典文獻方麵具有很高的可靠性。然而,這種詳盡的引用有時也讓閱讀過程顯得有些沉重,仿佛在不斷地被引嚮其他文獻,而不是在當前的書本內得到一個閉環的解釋。更令人遺憾的是,對於近五年的突破性進展,比如基於大模型的自適應控製探索,幾乎沒有提及。這使得整本書的“時效性”打瞭摺扣。控製理論是一個快速迭代的領域,一本涵蓋“基礎與應用”的精裝書,如果其應用案例停留在十年前的水平,那麼它對當前行業趨勢的指導意義就會大打摺扣。總而言之,它是一部紮實的、可以信賴的參考工具書,但它更像是一部關於“控製理論曆史豐碑”的記錄,而非關於“控製理論未來方嚮”的燈塔。購買它,你得到的是一份堅實的學術基石,但要追趕前沿,你還得繼續在彆處尋覓。

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