Theory of Robot Control

Theory of Robot Control pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer Verlag
作者:Canudas De Wit, Carlos A. (EDT)/ Siciliano, Bruno (EDT)/ Bastin, G. (EDT)
出品人:
页数:392
译者:
出版时间:
价格:$ 101.14
装帧:HRD
isbn号码:9783540760542
丛书系列:
图书标签:
  • 机器人控制
  • 经典作品
  • 机器人控制
  • 自动控制
  • 人工智能
  • 机器学习
  • 运动控制
  • 反馈控制
  • 控制系统
  • 机器人技术
  • 动态系统
  • 稳定性分析
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具体描述

This study presents the latest research results in the theory of robot control. In three major parts the editors deal with the modelling and control of rigid and flexible robot manipulators and mobile robots. The way the text is organised echoes the gradual development of robot control in the last fifteen years. Most of the results on rigid robot manipulators in "part I" are now well established with the exception of constrained motion control. For flexible manipulators in "part II," some problems still remain unresolved, especially those related to flexible links. "Part" "III" deals with the control of mobile robots, a challenging area for future research. The appendix reviews basic definitions and the mathematical background for control theory. The particular combination of topics makes this publication an invaluable source of information for graduate students and researchers.

《机器人控制理论:深入探索智能驱动的机械臂》 本书旨在为读者构建一个关于现代机器人控制理论的全面视角,聚焦于如何赋予机器人精确、灵活且自主的运动能力。我们将从最基础的机器人运动学和动力学出发,逐步深入到复杂的控制算法和系统设计。 第一章:机器人运动学与动力学的基石 本章将打下坚实的理论基础。我们将详细阐述机器人运动学,包括正向运动学和逆向运动学,这对于理解机器人末端执行器相对于基座的位姿至关重要。我们将使用连杆坐标系、齐次变换矩阵等工具,系统地推导机器人的运动方程。随后,我们将进入机器人动力学,重点讲解牛顿-欧拉法和拉格朗日法,用以建立描述机器人关节力矩与运动状态之间关系的动力学模型。这部分内容将涵盖惯性矩阵、科里奥利/离心力矩阵以及重力向量的推导与应用。 第二章:经典控制理论在机器人领域的应用 本章将回顾并深入分析经典控制理论在机器人控制中的关键作用。我们将详细介绍PID(比例-积分-微分)控制器,并探讨其在机器人关节位置和速度控制中的调优方法。在此基础上,我们将讲解李雅普诺夫稳定性理论,以及如何利用其设计Lyapunov稳定控制器,确保机器人的闭环系统具备良好的鲁棒性。此外,我们还将触及模型预测控制(MPC)的初步概念,展示其在处理约束和优化目标方面的潜力。 第三章:高级机器人控制策略 进入高级篇章,我们将探讨更具挑战性的机器人控制技术。自适应控制将是一个重点,我们将研究如何在机器人运动过程中,当模型参数未知或发生变化时,实时调整控制器参数以维持最优性能。滑模控制将作为另一核心内容,深入分析其在处理不确定性和外部干扰方面的优势,以及如何设计稳定的滑模控制器。无模型控制方法,如基于强化学习的控制,也将被引入,展示机器学习如何赋能机器人实现更复杂的自主学习和决策能力。 第四章:多机器人协同控制 随着机器人应用场景的拓展,多机器人协同已成为研究热点。本章将聚焦于多机器人系统中的协同控制问题。我们将探讨分布式控制架构,以及如何设计通信机制和协调算法,使多个机器人能够高效地完成共同任务。 leader-follower(主从式)控制、分布式优化控制以及基于势场法的协同方法都将得到详细讲解。我们将分析协同过程中可能遇到的挑战,如通信延迟、节点故障以及环境不确定性,并提出相应的解决方案。 第五章:机器人感知与控制的融合 先进的机器人必须能够感知周围环境并据此调整其行为。本章将探讨如何将机器人感知技术与控制理论紧密结合。我们将介绍视觉伺服(Visual Servoing)技术,讲解如何利用相机图像信息来驱动机器人进行精确的位姿控制,包括眼在手上(Eye-in-Hand)和眼在手外(Eye-to-Hand)的配置。此外,我们还将讨论如何整合其他传感器信息,如激光雷达(LiDAR)和力传感器,通过滤波和状态估计技术(如卡尔曼滤波)来增强机器人的环境感知能力,并将其反馈到控制环路中,实现更智能的交互。 第六章:不确定性与鲁棒性控制 现实世界的机器人系统常常面临各种不确定性,包括模型不准确、传感器噪声和外部干扰。本章将专门讨论如何设计鲁棒的机器人控制器,以应对这些挑战。我们将深入研究H∞控制理论,讲解如何设计控制器以最小化最坏情况下的系统性能损失。滑模控制的鲁棒性原理将在此进一步深化,并介绍其在特定应用场景下的优化。此外,我们还将探讨模糊逻辑控制和神经网络控制在处理高度非线性系统和不确定性方面的独特优势。 第七章:面向特定应用的机器人控制 为了更贴近实际应用,本章将选取几个典型的机器人应用场景,深入分析其特定的控制需求和解决方案。例如,我们将讨论人形机器人步态稳定控制的挑战,以及如何利用多关节协调和力反馈来实现平稳行走。对于工业协作机器人,我们将探讨其安全碰撞检测和力控交互的实现方法。此外,我们还将简要介绍自主导航机器人路径规划与跟随的控制策略。 本书的编写旨在为研究人员、工程师以及对机器人技术充满热情的学生提供一个深入、系统的学习平台。通过对本书内容的掌握,读者将能够理解并设计出满足各种复杂需求的先进机器人控制系统。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的装帧设计我真的非常喜欢,简洁而有力,封面上那个抽象的机器人手臂图案,就好像在预示着某种精密的计算和控制过程,让人一看就充满了探索的欲望。我特别欣赏这种留白的处理,不多不少,恰到好处地营造出一种沉静而专注的学习氛围。拿在手里,它的重量也刚刚好,不是那种沉甸甸的厚重感,而是有种扎实的质感,仿佛里面蕴含着大量的知识和智慧。翻开扉页,纸张的触感也很舒适,不是那种光滑的反光纸,而是略带一点磨砂感,对眼睛非常友好,即使长时间阅读也不会感到疲劳。我注意到书的排版也很讲究,字体大小适中,行距也安排得很合理,文字之间的呼吸感很强,这对于理解复杂的理论内容至关重要。而且,章节之间的过渡也处理得十分自然,没有突兀感,就像一条精心铺设的道路,引导着读者一步步深入。整体来说,这本书从外在给我的第一印象就非常出色,它传递出的专业感和艺术感是其他很多技术书籍所不具备的,这让我对接下来的阅读内容充满了期待。它不仅仅是一本技术书籍,更像是一件可以反复品味的艺术品,它的每一个细节都彰显了作者和出版方的用心。

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这本书在理论深度上,无疑是达到了相当高的水准。作者并没有回避那些艰深的数学推导和控制理论,而是以一种严谨而不失清晰的方式呈现出来。我能感受到作者在构建整个理论体系时所付出的巨大努力,每一个公式、每一个定理的引入,都显得那么水到渠成,并且有其存在的必要性。对于我这样一个想要深入理解机器人控制核心原理的读者来说,这本书无疑提供了极大的帮助。我非常欣赏作者在处理复杂数学推导时,所采取的分解和解释策略,它将看似难以理解的过程变得更容易消化。例如,在讲解状态空间表示法时,作者不仅给出了数学形式,还详细解释了每个矩阵和向量的物理意义,这对于理解控制系统的内部机制非常有帮助。这种深度和严谨性,让这本书不仅仅是停留在表面,而是真正地带领读者去探索机器人控制的本质。

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这本书的参考文献和索引设计,也充分体现了其严谨和专业的态度。我注意到,作者在引用其他研究成果时,都提供了详细的参考信息,这对于想要进一步深入研究的读者来说,是非常宝贵的资源。通过翻阅参考文献,我能够追溯到许多经典的研究论文和专著,从而扩展我的知识视野。同时,书末的索引也非常详尽,几乎涵盖了书中出现的所有重要概念、术语和模型。这使得我在回顾和查找特定信息时,能够非常高效地找到目标。例如,当我需要回顾某个控制算法的具体实现细节时,只需要通过索引快速定位到相关章节,而无需大海捞金。这种细致入微的设计,不仅提升了阅读的便利性,更体现了作者对知识的尊重和对读者的负责。

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这本书给我带来的最大感受,是一种启迪和激励。它让我看到了机器人控制领域广阔的可能性,也让我对未来的人工智能和自动化技术充满了好奇和向往。即使我目前还未能完全消化书中的所有理论,但它已经在我心中播下了探索的种子。我知道,这本书将成为我未来学习和研究道路上的重要指引。每次翻开它,我都能感受到一种严谨的学术氛围和创新的思想火花。它不仅仅是一本提供知识的书籍,更是一种精神的寄托,它激励我去学习、去思考、去实践,去为这个充满活力的领域贡献自己的一份力量。我相信,这本书的价值将随着时间的推移而愈发凸显,它一定会成为许多人心中的经典。

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这本书的插图质量,同样给我留下了深刻的印象。它们不是那种简单的示意图,而是经过精心设计的、清晰且富有信息量的图示。我特别喜欢那些用于解释运动学和动力学原理的图,它们能够非常直观地展示出机器人的关节运动、姿态变化以及各种力学关系。有些插图甚至采用了三维渲染的效果,让我能够从不同的角度来观察和理解复杂的几何结构和运动轨迹。而且,插图的风格也与书的整体风格非常协调,简洁、专业,没有多余的装饰。它们很好地辅助了文字的表达,让我能够更轻松地理解那些抽象的数学公式和物理概念。我觉得,对于一本关于机器人控制的书籍来说,高质量的插图是必不可少的,它们能够极大地提升阅读的效率和乐趣。这本书在这方面做得非常出色,让我觉得物超所值。

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在阅读这本书的过程中,我深刻体会到了作者对机器人控制领域的热情和贡献。虽然我无法评价其中的具体内容,但从整体的组织结构、写作逻辑以及所传递出的专业精神来看,这本书无疑是一部非常有价值的著作。我能感受到作者在撰写这本书时,倾注了大量的心血和精力,力求将复杂的技术知识以一种清晰、易懂的方式呈现给读者。这种对知识的敬畏和对分享的热情,是值得我们学习的。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位资深专家在与读者进行一场深入的知识交流,引导我们去探索这个充满挑战和机遇的领域。这本书的出现,无疑为该领域的研究和教育提供了重要的参考。

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这本书的章节安排,我认为是经过深思熟虑的。它从最基本的概念讲起,逐步深入到更复杂的理论和实际应用,形成了一个非常完整和连贯的学习路径。我特别欣赏作者在引入新概念时,都会先回顾前面已经学过的知识,然后说明新概念与旧概念之间的联系,以及它在整个理论体系中的位置。这种“温故而知新”的教学方法,让我在学习过程中始终保持着清晰的思路,不会感到迷失。而且,每个章节后面都配有相关的习题,这些习题不仅能帮助我检验对知识的掌握程度,还能进一步巩固和深化理解。有些习题还设置了挑战性,需要运用前面学到的多个知识点来解决,这大大提升了学习的趣味性和成就感。我注意到,作者在设计这些习题时,非常注重理论与实践的结合,很多习题都模拟了真实的机器人控制场景,让我仿佛置身于实际的工程问题中,这种沉浸式的学习体验,是我在其他书籍中很少获得的。

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这本书的案例研究部分,是其另一大亮点。作者并非仅仅停留在理论的阐述,而是通过一系列精心挑选的实际案例,将理论知识与实际应用紧密地联系起来。我特别喜欢那些关于不同类型机器人(如机械臂、移动机器人)的控制策略分析,这些案例涵盖了各种常见的控制挑战,例如关节限位、碰撞检测、路径规划等。通过对这些案例的深入剖析,我不仅能够看到理论是如何在实践中应用的,更能从中学习到解决实际工程问题的思路和方法。作者在分析案例时,会详细介绍问题的背景、提出的控制目标、所采用的控制方法以及最终的实验结果,这种完整的呈现方式,让我对整个控制过程有了更清晰的认识。这些案例的研究,极大地增强了我学习的动力,也让我对未来将理论知识应用于实际项目充满了信心。

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这本书的写作风格,我不得不说,非常独特。它没有那种枯燥乏味的陈述,而是用一种非常清晰、逻辑性极强的语言来阐述复杂的概念。我尤其喜欢作者在解释一些关键原理时,所使用的那些类比和比喻,它们非常生动形象,一下子就能帮助我理解抽象的数学模型或者控制算法。例如,在讲解PID控制器的时候,作者将其比作驾驶汽车,描述了如何通过调整油门、刹车和方向盘来维持车速和车道,这种贴近生活的类比,极大地降低了理解门槛,让我这个非科班出身的读者也能轻松入门。而且,作者的语言非常有条理,层层递进,不会一次性抛出过多的信息,而是循序渐进,确保读者能够充分消化每一个概念,再进行下一步的学习。这种“慢工出细活”的写作方式,虽然可能比一些追求速度的书籍要耗费更多的时间,但它的效果是显而易见的,能够帮助读者建立起牢固的基础,并且避免了因为基础不牢而产生的后续理解障碍。我觉得这种对细节的关注,正是这本书成为一本经典著作的关键所在。

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这本书的语言表达,我必须说,非常精确和专业。作者在描述机器人控制的各个方面时,使用的术语都非常规范,并且在首次出现时通常会给出明确的定义或解释。这对于像我这样的初学者来说,非常重要,它帮助我建立起一套准确的技术词汇体系,避免了因为误解术语而导致的理解偏差。同时,作者的句式结构也多为清晰的陈述句,逻辑严谨,没有含糊不清或模棱两可的地方。虽然有些句子可能比较长,包含了很多技术细节,但通过其清晰的逻辑和分段,仍然能够有效地传达信息。我发现,自己在阅读过程中,不仅学会了相关的技术知识,也潜移默化地提升了自己的逻辑思维和语言表达能力。

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以前我老板有一本,作者送给我老板的,一直在我的桌子上放着,今天才发现居然这么贵-_-" 确实是好书,从建模到控制,写得太详细了,只可惜当时没有认真的好好读。

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