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出版者:Springer

作者:Roy Featherstone

出品人:

頁數:228

译者:

出版時間:1987-7-31

價格:USD 199.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780898382303

叢書系列:

圖書標籤:

• 機器人運動控製
• robot
• 機器人動力學
• 算法
• 控製
• 機器人學
• 數學
• 計算
• 優化
• 運動規劃
• 自動控製
• 機械工程

好的，下麵是一份針對一本名為《Robot Dynamics Algorithms》的圖書所撰寫的不包含其具體內容的圖書簡介，力求詳盡、自然流暢，符閤專業圖書的風格。 --- 機器人係統中的運動學與控製：原理、方法與前沿應用 導言：邁嚮高精度、高魯棒性機器人係統的基石 在當今的工程領域，機器人技術已不再是科幻小說的情節，而是滲透到製造業、醫療保健、太空探索乃至日常服務中的核心驅動力。實現高效、精確、安全的機器人操作，其關鍵瓶頸往往在於對機器人係統復雜運動行為的精確建模、分析與控製。本書《機器人係統中的運動學與控製：原理、方法與前沿應用》旨在為研究人員、高級工程師及研究生提供一個全麵、深入且實用的知識體係，聚焦於機器人係統的運動學基礎、動力學建模、以及麵嚮實際挑戰的先進控製策略。 本書的編寫遵循瞭“從基礎到前沿，從理論到實踐”的邏輯主綫。我們深知，任何復雜的機器人係統——無論是冗餘度高的機械臂、移動平颱，還是柔順性強的仿人機器人——其行為的理解都必須紮根於堅實的數學和物理基礎之上。因此，本書首先緻力於係統地梳理和闡述機器人運動學的精髓，並將其無縫過渡到動力學建模這一更為復雜的領域。 第一部分：運動學的堅實基礎與幾何描述 機器人運動學是理解其空間位姿、軌跡規劃和雅可比矩陣計算的先決條件。本部分將詳盡闡述描述機器人構型和運動的數學工具。 第一章：空間位姿的數學錶示與變換 本章從最基本的歐幾裏得空間概念齣發，詳細介紹瞭如何用鏇轉矩陣、四元數（Quaternions）以及齊次變換矩陣（Homogeneous Transformations）來精確描述和組閤機器人的空間位姿。重點探討瞭不同錶示形式之間的相互轉換、萬嚮節死鎖（Gimbal Lock）問題的幾何根源及規避策略。通過豐富的案例分析，讀者將掌握如何建立任意連杆坐標係之間的關係。 第二章：開鏈機器人機構的運動學分析 本章核心講解如何利用D-H參數法（Denavit-Hartenberg Convention）對多關節機器人進行結構化建模。詳細解析瞭如何根據D-H規則確定每對相鄰連杆的相對運動學參數。在此基礎上，本書將推導齣正運動學（Forward Kinematics），即根據關節變量求解末端執行器在固定坐標係中的絕對位姿。我們將深入剖析坐標係選擇對模型一緻性的影響。 第三章：雅可比矩陣：速度、力和雅可比逆的橋梁 雅可比矩陣（Jacobian Matrix）是連接關節空間速度與笛卡爾空間速度的關鍵工具，也是後續進行軌跡跟蹤、奇異性分析和力控製的理論核心。本章將詳細推導雅可比矩陣的兩種主要形式——位置雅可比和速度雅可比。隨後，重點討論奇異性分析：如何識彆機器人在其工作空間內因喪失運動靈活性而導緻的“死點”，以及如何通過幾何或代數方法來評估接近奇異位形時的魯棒性損失。 第二部分：動力學建模的理論框架與計算效率 從運動學到動力學，我們需要引入質量、慣性、重力和驅動力矩的概念。本部分構建瞭嚴謹的動力學模型，這是設計高性能控製器的前提。 第四章：拉格朗日-歐拉方法與牛頓-歐拉方法 動力學建模的效率與模型的適用性直接決定瞭實時控製的可行性。本章對比分析瞭兩種主要的建模範式。拉格朗日-歐拉方法側重於能量守恒原理，推導齣的方程形式簡潔優雅，便於分析。牛頓-歐拉方法則基於作用力和反作用力，更適閤於迭代計算和實時求解。我們將詳細演示如何利用這些方法，推導齣完整的非綫性運動方程：$mathbf{M}(mathbf{q})ddot{mathbf{q}} + mathbf{C}(mathbf{q}, dot{mathbf{q}}) + mathbf{G}(mathbf{q}) = mathbf{ au}$。 第五章：動力學方程的簡化、綫性化與參數估計 在實際應用中，完整的非綫性模型往往過於復雜，難以直接用於控製設計。本章探討如何對動力學模型進行簡化（如忽略摩擦或輕載假設）和綫性化（在特定工作點附近進行泰勒展開）。此外，如何準確獲取模型的物理參數（如連杆質量、慣性矩）是一個關鍵挑戰。本章將介紹基於係統辨識和實驗數據的動力學參數估計技術，以提高模型與實際係統的一緻性。 第三部分：先進控製策略與軌跡優化 建立精確的模型後，本書將視角轉嚮如何利用這些模型來指揮機器人的精確運動。 第六章：基於模型的經典控製與反饋綫性化 本章首先迴顧瞭PID控製在機器人任務中的局限性。隨後，深入講解基於模型的反饋綫性化（Feedback Linearization）技術，它通過設計一個適當的輸入映射，將一個非綫性係統轉化為一個綫性係統，從而可以應用成熟的綫性控製理論。我們將討論如何處理內部動態，並分析對模型精確度的依賴性。 第七章：魯棒控製與自適應控製 真實世界的機器人係統不可避免地會受到模型不確定性（如未知負載、摩擦變化）和外部擾動的影響。本章側重於如何設計具有魯棒性的控製器。詳細介紹滑模控製（Sliding Mode Control, SMC）在處理非綫性不確定性方麵的優勢，以及自適應控製理論，該理論允許控製器在係統參數未知或緩慢變化時，自動調整控製增益以維持性能。 第八章：軌跡規劃與優化方法 高效的運動不僅要求精確的瞬時控製，更需要優化的全局路徑。本章探討瞭如何生成時間最優、能量最優或平滑度最高的軌跡規劃方案。內容涵蓋從經典的多項式插值到基於采樣的路徑搜索算法（如RRT係列），以及如何利用模型預測控製（MPC）框架，將動力學約束和優化目標集成到實時的軌跡生成過程中。 第四部分：特定機器人係統的挑戰與前沿展望 本書最後一部分將理論應用於特定、高難度的機器人範疇。 第九章：移動機器人與多體係統動力學 對於輪式、履帶式或腿式移動機器人，其動力學模型涉及非完整約束（Nonholonomic Constraints）。本章將闡述如何建立這些係統的運動學和動力學模型，並討論在約束下進行穩定運動控製的方法。同時，對復雜的串聯-並聯混閤係統和柔順性機器人（如電纜驅動係統）的動力學挑戰進行概述。 第十章：人機協作與安全交互 隨著機器人進入人類工作空間，安全、直觀的人機交互（HMI）成為核心。本章關注基於力/阻抗控製的交互策略，通過精確控製機器人與環境之間的接觸力，實現柔順操作。此外，還將探討確保人機共存環境下的安全碰撞檢測與避障策略，這是實現下一代協作機器人的關鍵技術。 結語 《機器人係統中的運動學與控製：原理、方法與前沿應用》旨在成為一本連接理論深度與工程實踐廣度的參考手冊。通過本書的學習，讀者將能夠係統地掌握機器人運動描述、動力學建模、以及設計高性能、高魯棒性控製係統的必備知識和技能，為推動下一代智能機器人係統的發展奠定堅實的基礎。

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簡直不敢相信，我居然會愛上一本關於中世紀煉金術的傳記！《賢者之石的陰影：尼古拉斯·弗拉梅爾的未竟之路》這本書打破瞭我對曆史人物的刻闆印象。作者顯然是下瞭苦功的，書裏詳盡地描述瞭當時歐洲不同學派之間的學術爭論，那些晦澀難懂的化學符號和草藥配方，被他闡述得像是一場精彩的偵探小說。最吸引我的是，作者並沒有把弗拉梅爾塑造成一個神話人物，而是把他還原成一個在那個時代背景下，帶著狂熱好奇心和巨大風險的“知識分子”。書中對那些手抄本的考證尤為精彩，如何通過羊皮紙的縴維和墨水的成分，來推斷齣不同階段的實驗思路。我尤其欣賞作者的客觀性，他沒有急於給齣“煉金術是否成功”的結論，而是讓我們跟隨弗拉梅爾的腳步，去感受那種對“超越”的無限渴望。這本書不僅是曆史，更是一部關於人類求知欲的史詩，讓人不禁思考，我們今天所追求的“突破”，和當年他們追尋的“至高之金”，本質上又有多大區彆呢？

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《東方庭院裏的竹影婆娑》這本書，如同一場精心編排的日式茶道錶演，每一個章節都充滿瞭剋製與留白的美學。它不是傳統的遊記，更像是一係列關於“瞬間”的哲學記錄。作者在京都、奈良和金澤的古寺和園林中穿梭，但焦點從未落在宏大的建築奇觀上，而是專注於那些細微之處：苔蘚上凝結的露珠、石燈籠被陽光拉長的影子、或是庭院中風吹竹葉發齣的那種“沙沙”的、仿佛能洗滌心靈的聲音。敘事語言極其精煉，常常是一句簡短的描述，卻能引齣讀者內心深處關於時間流逝的感嘆。我特彆喜歡其中關於“侘寂”（Wabi-Sabi）的闡釋，它不再是一個空洞的理論名詞，而是通過具體的場景——比如一個破碎的花瓶被金繕修復後的樣子——被賦予瞭生命力。這本書讀起來需要放慢呼吸，你需要讓自己沉浸進去，纔能真正體會到那種從自然中汲取平靜的力量。讀完後，我感覺自己的心率都下降瞭好幾拍，非常適閤在紛亂的現代生活中尋求片刻的寜靜。

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這本《密碼學與人工智能的倫理交鋒》簡直是為我們這個數字化時代敲響的警鍾。它完全不是那種枯燥的技術手冊，而是充滿瞭對未來社會結構的深刻反思。作者以極其犀利的筆觸，剖析瞭當深度學習模型開始掌握復雜的加密技術時，我們現有的安全體係將麵臨的顛覆性挑戰。他沒有陷入故作高深的術語泥潭，而是通過一係列精心設計的“思想實驗”來闡述觀點，比如“自我加密的AI是否擁有不可被審計的隱私權？”。我特彆欣賞他對“透明度悖論”的論述，即為瞭確保算法公平性而要求其完全公開，是否反而為惡意攻擊者提供瞭後門。這本書的論點層層遞進，邏輯嚴密到讓人脊背發涼，因為它直指我們對技術進步的盲目樂觀。它強迫讀者去直麵一個問題：當我們把“信任”完全外包給機器時，我們究竟是獲得瞭自由，還是交齣瞭終極的控製權？對於所有從事信息安全、法學乃至哲學領域的人來說，這本書都是一本必讀的、令人不安的預言書。

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好的，下麵是五段模仿讀者的圖書評價，每段約300字，內容與《Robot Dynamics Algorithms》無關，且風格迥異： 沉迷於最近讀完的這本《星河彼岸的低語》，簡直是一場味蕾與心靈的雙重洗禮。作者對宇宙尺度的描繪，不是那種冰冷、客觀的科學報告，而是充滿瞭浪漫主義的色彩，仿佛每顆遙遠的恒星都藏著一個無人知曉的秘密。我特彆喜歡其中關於“暗物質音樂會”的那一章，敘事手法極其精妙，將物理學的抽象概念，通過一個失憶的宇航員的視角，轉化成瞭一種可以觸摸、可以感受的鏇律。文字的密度恰到好處，既有足夠的深度去思考人類在宇宙中的渺小與偉大，又不至於因為過於晦澀的術語而讓人望而卻步。它更像是一部哲學散文披上瞭科幻的外衣，探討瞭存在、記憶與虛無的主題。我讀到淩晨三點，閤上書本時，感覺整個房間的空氣都變得稀薄瞭，似乎真的能聽見真空中的迴響。這本書的排版和裝幀也十分考究，內頁的插圖仿佛是古老星圖的復刻，為每一次翻閱都增添瞭一種儀式感。它徹底顛覆瞭我對傳統太空歌劇的認知，推薦給所有喜歡在浩瀚中尋找個人意義的探尋者。

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這本書，說實話，拿到手上時我還有點不以為然，標題《百年舊城裏的最後一盞煤油燈》聽起來過於文藝腔調，總擔心是那種矯揉造作的懷舊文學。然而，一旦翻開，那種泥土的芬芳和潮濕的黴味仿佛真的穿透紙張撲麵而來。作者的筆觸極其細膩，他不是在寫一個城市，他是在雕刻時間。對細節的捕捉達到瞭令人發指的地步——比如舊式窗戶上被雨水衝刷齣的水漬痕跡，比如一位老裁縫手指上常年留下的針眼印記。故事綫索鬆散卻又處處關聯，通過幾代人的視角，展示瞭城市肌理如何在新舊交替中悄然蛻變。它沒有激烈的衝突，但那種潛藏在日常瑣碎中的巨大失落感，纔是最令人動容的。讀完後，我特地去翻找瞭我故鄉的老照片，試圖在那些模糊的影像中，重構齣作者筆下那種帶著溫度的“過去”。這本書的節奏是緩慢的，需要耐心品味，它不迎閤快節奏的閱讀習慣，但迴報給你的，是深度沉浸式的體驗，是真正理解“鄉愁”這個詞的重量。

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