机器人与数字人-基于MATLAB的建模与控制_PDF下载[91MB-百度云]顾友谅

本书特色

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本书提供了一系列多元且实用的工具，可用于复杂机器人系统的建模和控制，以及数字人的建模和运动生成。书中首先介绍机器人运动学的数学原理和控制系统设计，然后将机器人算法和建模过程向更高维度、更大规模和更复杂的研究领域——数字人建模——推进。全书包含大量MATLAB代码和可视化图形示例，读者可跟随讲解内容在MATLAB中创建3D机器人模型和数字人模型，并通过实时动画操作模型。本书适合机器人相关工程类专业的高年级本科生和研究生学习，同时也可作为机器人和数字人研发者及工程师的参考指南。

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作者简介

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博士毕业于普度大学电子工程专业（1985），硕士毕业于中国科学技术大学电子专业（1981）。现为美国奥克兰大学电子与计算机工程系教授，研究领域包括机器人动力学、机器人系统控制、非线性建模和仿真以及数字人体建模、运动生成和可视化，发表学术论文80余篇。曾任职于通用汽车研发中心（1991~1999）；曾担任克莱斯勒汽车公司“高级制造工程”（AME）项目顾问（1996~2008），2001年6月，其开发的用于动力提升设备的动态控制算法获得美国专利（美国6204619 B1）。

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目录A Journey from Robot to Digital Human: Mathematical Principles and Applications with MATLAB Programming译者序前言第1章机器人和数字人建模概述11��1机器人的发展历程: 过去、现在和未来11��2数字人建模：历史、成就和新挑战51��3借助机器人分析方法进行数字人建模7参考文献8第2章数学基础102��1向量、坐标变换和空间描述102��2李群和李代数132��3指数映射和k�拨脊�程152��4对偶数、对偶向量及代数形式192��4��1对偶环微积分212��4��2对偶向量和对偶矩阵232��4��3单位旋量和特殊正交对偶矩阵252��5外代数简介27习题29参考文献31第3章刚体运动的表示323��1平移和旋转323��2线速度和角速度383��3位置和方向的统一表示423��4切空间和雅可比矩阵变换48习题52参考文献54第4章机器人运动学和静力学554��1D�睭法554��2刚体运动的齐次变换574��3运动学反解624��4雅可比矩阵和微分运动684��5对偶变换734��6机器人静力学774��7计算机仿真实践854��7��1斯坦福机器人运动854��7��2工业机器人模型及其运动86习题87参考文献90第5章冗余机器人和混联机器人系统915��1广义逆矩阵915��2冗余机器人935��3混联机器人系统1055��4并联机构的运动学建模1105��4��1Stewart平台1105��4��2雅可比方程和对偶原理1175��4��33＋3自由度混联机器人手臂建模和分析1245��5计算机仿真实践132习题134参考文献136第6章机器人手臂数字样机和3D动画1386��1MATLAB中的基本曲面绘制和数据结构1386��2机器人手臂的数字化建模和装配1456��3运动规划和3D动画149习题152参考文献153第7章机器人动力学：建模和方程1547��1机器人动力学的几何解释1547��2牛顿欧拉算法1577��3拉格朗日方程1627��4惯性矩阵的确定1637��5位形流形和等距嵌入1717��5��1度量分解和流形嵌入1727��5��2位形流形的等距嵌入1787��5��3组合等距嵌入和结构矩阵1807��5��4*小等距嵌入和等距化1817��6简洁动力学方程191习题193参考文献193第8章机器人系统控制1968��1路径规划和轨迹跟踪1968��2独立关节伺服控制1998��3输入/输出映射和系统可逆性2038��3��1输入/输出映射和相对度的概念2038��3��2系统的可逆性及应用2078��4精确线性化和可线性化理论2088��4��1对合性和完全可积性2098��4��2输入状态线性化过程2108��4��3输入/输出线性化过程2138��4��4输入/输出通道的动态扩展2178��4��5线性子系统和内部动态2208��4��6零动态和*小相位系统2228��5机器人系统动态控制2328��5��1李雅普诺夫稳定性理论2338��5��2设定点稳定性和轨迹跟踪控制策略2378��6多级联系统反推控制器设计2398��6��1李雅普诺夫直接法控制器设计2398��6��2反推递推法控制器设计2428��7机器人自适应控制系统2488��8计算机仿真实践2608��8��13关节类斯坦福机器人手臂动力学建模和控制2608��8��2欠驱动机器人系统建模和控制2618��8��3并联机器人动力学建模和控制262习题263参考文献266第9章数字人建模：运动学和静力学2689��1局部与全局运动学模型和运动类型2689��2五点模型的局部和全局雅可比矩阵2809��3运动范围和力的范围2849��3��1人体结构体系基本概念2849��3��2人体运动系统概述2859��3��3运动范围和关节舒适区2879��3��4关节力的范围2899��4数字人静力学2939��4��1关节力矩分布和平衡法则2939��4��2由重力产生的关节力矩分布3009��5姿态优化准则3049��5��1关节舒适准则3059��5��2对接关节力矩分布准则3059��5��3*小做功的目标312习题312参考文献313第10章数字人建模：三维实体模型和运动生成31510��1利用MATLAB建立人体模型31510��2手部模型和数字传感32510��3运动规划和定量描述33410��4人体基本运动分析：行走、奔跑和跳跃34210��5数字人现实运动生成344习题358参考文献358第11章数字人建模：动力学和交互式控制36011��1动力学模型、算法及实现36011��2δ力激励和步态动力学36411��3模拟汽车碰撞中的数字人动力学运动36611��4简易爆炸装置中的人体模型动力学建模和分析37211��5车辆主动系统的动态交互式控制37611��5��1车辆主动约束系统建模和控制37711��5��2主动悬挂系统模型和人机交互控制38311��6数字人建模展望384习题386参考文献386索引388