应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)

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[澳大利亚] 雷扎N. 贾扎尔(RezaN.Jazar) 著,周高峰 译
图书标签:
  • 机器人学
  • 运动学
  • 动力学
  • 控制技术
  • 应用机器人学
  • 机械工程
  • 自动化
  • 机器人控制
  • 数学模型
  • 算法
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111577881
版次:2
商品编码:12320848
品牌:机工出版
包装:精装
开本:16开
出版时间:2018-03-01
用纸:胶版纸
页数:589

具体描述

产品特色

编辑推荐

适读人群 :从事机器人和自动化设备或生产线等应用开发工作的研发人员或相关工程技术人员,以及相关院校师生

  RezaN.Jazar《Theory of Applied Robotics:Kinematics, Dynamics, and Control》原书第2版的中文译本,定价只有英文版的1/6。
  本书详细地介绍了机器人学在实际应用中的概念,提供了现实应用中的相关理论和规范性证明。书中融入了作者Reza N.Jazar的实用经验、实例及说明:
  300多个详细且具有完全解的实例;
  对于具有执行器、传感器和控制器的机器人系统,提供了有关其零部件和机构的全新范围;
  运动学和动力学的扩充材料;
  全面覆盖球形机器手、无秩序变换、雅可比计算和路径规划。
  本书有应用工程师、研究人员和学生比较喜欢的众多有关机器人学主题、经典方向、速度和正向运动学的系统介绍。

内容简介

本书由澳大利亚墨尔本皇家理工大学的RezaN.Jazar所著,是原书的第2版。全书分为运动学、动力学和控制技术3个部分,共15章,主要内容包括:概述、旋转运动学、定向运动学、运动运动学、正向运动学、逆向运动学、角速度、速度运动学、运动学中的数值法、加速度运动学、运动动力学、机器人动力学、路径规划、时间优控制、控制技术。本书可作为机械电子工程、电气工程、电子工程、自动控制等专业的高年级本科生、工程硕士生或博士生以及理工科大学教师的教学参考书,也可供从事机器人和自动化设备或生产线等应用开发工作的研发人员或相关工程技术人员学习和参考。

作者简介

Reza N.Jazar澳大利亚墨尔本皇家理工大学航空、机械与制造工程学院机械工程系的教授,1990年取得德黑兰理工大学硕士学位,研究方向为机器人学。1997年,获得伊朗沙力夫理工大学博士学位,研究方向是非线性动力学和应用数学。1999年,开始在北美的一些大学里工作。
Reza N.Jazar教授是经典动力学和非线性动力学方向的专家,他在动力学建模和数学建模方向有着丰富的经验。Reza N.Jazar在很多大学里工作过,他利用自己的工作经验,提出了许多理论和创新思想,并且在经典动力学、机器人学、控制和非线性振动等方面有很多的发现。Razi(拉齐)加速度、时间导数理论、无秩序变换、连铸机理论、汽车驱动器算法、浮动时间法、能量释放率理论、RMS优法,这些都是他的发现和创新思想中的部分内容。
Reza N. Jazar教授发表学术论文、技术报告200余篇,出版科技书籍30余本,其中包括《机器人学应用理论》《汽车动力学》等。

目录

译者序
原书第2版前言
原书第1版前言
第1章 概述 1
1.1 发展历史 1
1.2 机器人元器件 2
1.2.1 连杆 2
1.2.2 关节 3
1.2.3 机械手 4
1.2.4 机械手腕 4
1.2.5 末端执行器 4
1.2.6 驱动器 5
1.2.7 传感器 5
1.2.8 控制器 5
1.3 机器人的分类 5
1.3.1 几何结构 5
1.3.2 工作空间 7
1.3.3 驱动 8
1.3.4 控制 9
1.3.5 应用 9
1.4 机器人运动学、动力学、控制概述 9
1.4.1 三元组 10
1.4.2 单位矢量 11
1.4.3 参考坐标系和坐标系统 11
1.4.4 矢量函数 13
1.5 机器人动力学问题 14
1.6 主题预览 14
1.7 机器人———多学科交叉的机器 15
1.8 本章小结 15
习题 16
第Ⅰ部分 机器人运动学
第2章 旋转运动学 21
2.1 绕全局直角坐标轴旋转 21
2.2 绕全局直角坐标轴连续旋转 27
2.3 全局翻滚角、俯仰角、偏航角 30
2.4 绕局部直角坐标轴旋转 31
2.5 绕局部直角坐标轴连续旋转 34
2.6 欧拉角 35
2.7 局部翻滚角、俯仰角、偏航角 43
2.8 局部轴对全局轴旋转 44
2.9 一般变换 46
2.10 主动变换和被动变换 51
2.11 本章小结 53
习题 54
第3章 定向运动学 62
3.1 轴角旋转 62
3.2 欧拉参数 70
3.3 欧拉参数的确定 75
3.4 四元数 77
3.5 自旋张量与旋转张量 80
3.6 表述旋转过程中的问题 82
3.6.1 旋转矩阵 83
3.6.2 角轴 84
3.6.3 欧拉角 84
3.6.4 四元数 85
3.6.5 欧拉参数 87
3.7 旋转的合成与分解 88
3.8 本章小结 92
习题 93
第4章 运动的运动学 100
4.1 刚体运动 100
4.2 齐次变换 103
4.3 逆齐次变换 109
4.4 复合齐次逆变换 114
4.5 螺旋坐标 121
4.6 逆螺旋运动 134
4.7 复合螺旋变换 136
4.8 普吕克(Plücker)坐标 139
4.9 线几何和面几何 144
4.9.1 矢量矩 144
4.9.2 角度和距离 145
4.9.3 平面和线 145
4.10 螺旋坐标和普吕克坐标 148
4.11 本章小结 149
习题 150
第5章 正向运动学 158
5.1 D-H注释 158
5.2 相邻两坐标系间的变换 164
5.3 机器人正向位置运动学 177
5.4 球形手腕 186
5.5 组装运动学 194
5.6 螺旋坐标变换 203
5.7 非D-H法 207
5.8 本章小结 212
习题 212
第6章 逆向运动学 222
6.1 解耦技术 222
6.2 逆变换技术 234
6.3 迭代技术 246
6.4 逆向运动技术比较 249
6.4.1 解的存在性和唯一性 249
6.4.2 逆向运动技术 250
6.5 奇异配置 250
6.6 本章小结 252
习题 252
第7章 角速度 260
7.1 角速度矢量及其矩阵 260
7.2 时间导数和坐标系 269
7.3 刚体速度 276
7.4 速度变换矩阵 280
7.5 齐次变换矩阵的导数 286
7.6 本章小结 292
习题 292
第8章 速度运动学 298
8.1 刚性连杆速度 298
8.2 正向速度运动学 302
8.3 雅可比生成矢量 310
8.4 逆向速度运动学 320
8.5 本章小结 326
习题 326
第9章 运动学中的数值法 333
9.1 线性代数方程 333
9.2 矩阵求逆 343
9.3 非线性代数方程 348
9.4 连杆变换矩阵中的雅可比矩阵 353
9.5 本章小结 360
习题 360
第Ⅱ部分 机器人动力学
第Ⅲ部分 机器人控制

前言/序言

如果没有来自我的学生们,特别是来自哥伦比亚大学的我的那些学生们的评论和建议的话,这本书将不可能有第2版。在本书所介绍的新内容中,很多都是学生反馈的直接结果,是他们帮助我提炼和整理了材料。
我写这本书的目的就是为学生提供能够用得上的知识。幸运的是,我已经成功地编写出了能够涵盖机器人学中包括细节和解释在内所有方面的一本参考书。
这本书的第1版是在2007年出版的。之后不久,它就成了机器人领域中广受欢迎的参考书。我很想感谢已经使用过或者参考过本书的学生和老师们。是你们的问题、评论和建议帮助我创作了本书的第2版。
本书沿用第1版的符号体系
《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》 本书旨在深入探讨机器人技术的核心要素,为读者构建一个坚实的理论基础和实践框架。我们将从机器人系统的基本构成出发,逐步剖析其运动的数学描述,即运动学,进而理解驱动机器人运动的力学原理,即动力学。在此基础上,我们还将详细阐述如何通过各种控制策略实现机器人的精确、稳定和高效运行。 第一部分:机器人运动学 本部分将详细介绍机器人运动学的基本概念和关键技术。 齐次坐标与变换: 我们将引入齐次坐标的概念,并学习如何利用齐次变换来统一描述刚体在三维空间中的平移和旋转。这包括平移变换、旋转变换(绕X、Y、Z轴的旋转)以及复合变换,为后续的机器人连杆描述奠定基础。 连杆坐标系与Denavit-Hartenberg (D-H) 参数: D-H参数是描述机器人连杆之间相对几何关系的标准化方法。我们将详细讲解如何为每个连杆建立局部坐标系,并定义D-H参数(连杆长度a, 连杆偏移α, 连杆偏移d, 关节角度θ)。通过D-H参数,我们可以简洁而系统地表示机器人的结构,并推导出相邻连杆之间的齐次变换矩阵。 正运动学: 正运动学研究的是如何根据机器人的关节变量(如角度或位移)来计算机器人末端执行器(如手爪)在世界坐标系中的位置和姿态。我们将学习如何通过链式法则,将所有连杆之间的齐次变换矩阵连乘,最终得到从基座坐标系到末端执行器坐标系的变换矩阵,从而求解末端执行器的位姿。 雅可比矩阵: 雅可比矩阵是连接关节速度和末端执行器速度的关键工具。我们将介绍雅可比矩阵的定义,并讲解如何利用它来分析机器人的速度和加速度特性。特别是,我们将探讨雅可比矩阵在判断机器人奇异位形(奇异点)中的重要作用,以及奇异位形对机器人控制的限制。 逆运动学: 逆运动学是正运动学的一个挑战性问题,它研究的是如何根据机器人末端执行器期望的位置和姿态,反解出机器人所需的关节变量。我们将介绍解析法和数值法两种主要的逆运动学求解方法,并分析它们各自的优缺点,以及在不同机器人构型下的适用性。 第二部分:机器人动力学 本部分将深入探讨机器人动力学的理论和方法,理解机器人运动过程中所涉及的力、力和力矩。 惯性、科里奥利力和离心力、重力: 我们将详细分析机器人运动过程中受到的各种动力学效应。包括连杆的惯性力矩、科里奥利力和离心力矩(与关节速度有关)以及重力矩(在重力场中)。理解这些力学效应的来源和影响,是建立精确动力学模型的基础。 拉格朗日方程与牛顿-欧拉方法: 我们将介绍两种主流的机器人动力学建模方法:拉格朗日方程法和牛顿-欧拉方法。 拉格朗日方程法: 基于能量守恒原理,通过系统的动能和势能来推导动力学方程。该方法通常能得到较为简洁和对称的动力学方程,适用于分析一般情况。 牛顿-欧拉方法: 基于牛顿第二定律,通过对每个连杆进行受力分析,然后将力向前(动力学推导)或向后(动力学逆推)传播。这种方法在计算速度和效率上通常更具优势,尤其适用于实时控制。 动力学方程的建立与求解: 我们将通过具体算例,演示如何运用拉格朗日方程或牛顿-欧拉方法,建立机器人的动力学方程。这些方程通常是以关节加速度为未知数,关节力矩为已知数(或反之)的线性或非线性微分方程组。 关节力矩的计算: 求解动力学方程的目的是为了知道在特定运动状态下,需要施加多大的关节力矩才能使机器人按照预期的轨迹运动。我们将展示如何根据关节加速度、速度和位置,计算出所需的关节力矩,为后续的控制设计提供依据。 第三部分:机器人控制技术 本部分将重点介绍机器人控制的基本原理、常用控制策略以及在实际应用中的考虑。 PID控制: PID(比例-积分-微分)控制器是最经典和最广泛使用的反馈控制方法之一。我们将详细讲解PID控制器的原理,包括比例、积分和微分项的作用,以及如何通过调整PID参数来优化机器人的跟踪精度和稳定性。 关节空间控制与任务空间控制: 我们将区分两种主要的控制目标空间:关节空间和任务空间。 关节空间控制: 直接控制机器人的关节变量,使其按照预设的关节轨迹运动。这种方法相对简单,但可能无法直接实现末端执行器在任务空间内的精确运动。 任务空间控制: 直接控制机器人末端执行器在笛卡尔空间(或工作空间)中的位置和姿态。这种方法需要结合逆运动学和雅可比矩阵,以实现对末端执行器精确定位。 模型控制: 力矩补偿控制: 基于已建立的机器人动力学模型,在PID控制或其他基本控制器的基础上,叠加一个补偿项,以抵消未建模的动力学效应或扰动,从而提高控制精度。 自适应控制: 当机器人系统的动力学参数未知或随时间变化时,自适应控制能够实时调整控制器参数,以保持良好的控制性能。 鲁棒控制: 鲁棒控制旨在设计控制器,使其在系统模型存在不确定性或受到外部干扰时,仍能保持稳定的性能。 轨迹规划: 为了使机器人能够平滑、安全地从一个状态移动到另一个状态,需要对机器人的运动轨迹进行规划。我们将介绍常用的轨迹规划方法,包括点对点轨迹和连续轨迹的生成,以及如何考虑速度、加速度和加加速度的限制。 感知与融合: 机器人需要感知外部环境才能执行任务。本部分将简要介绍机器人常用的传感器(如编码器、IMU、力传感器、视觉传感器等)以及如何对多传感器数据进行融合,以获得更准确和全面的环境信息。 应用实例: 通过具体的机器人应用案例,如工业机器人抓取、移动机器人导航、人机协作等,来展示本书所介绍的运动学、动力学和控制技术的实际应用。 本书内容力求严谨,理论与实践相结合,旨在帮助读者掌握机器人学的核心技术,为进一步的深入研究和实际开发打下坚实基础。

用户评价

评分

当我第一次翻开《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》这本书时,我就知道我找到了一本宝藏!我一直以来都对机器人技术充满着无限的向往,但总觉得它是一个遥不可及的领域,充满了晦涩难懂的理论。这本书却以一种极其清晰、有条理的方式,为我揭示了机器人学的核心奥秘,让我对这个领域有了全新的认识。 在运动学部分,作者用非常生动形象的例子,让我理解了机器人关节的运动如何转化为末端执行器的位姿变化。我曾经对“雅可比矩阵”和“奇异点”这些概念望而却步,但在这本书中,我找到了非常直观的解释。它不仅提供了详细的数学推导,更重要的是,它强调了这些概念背后的物理意义,让我明白了为什么机器人会在某些特定姿态下失去部分自由度。 动力学部分的阐述更是让我惊叹。作者在介绍牛顿-欧拉方法和拉格朗日方法时,并没有简单地给出公式,而是详细地解释了每个项的物理意义,例如惯性力、科里奥利力、重力以及它们对机器人运动的影响。我第一次真正理解了,为什么机器人的运动需要强大的动力系统来支撑,以及如何通过精确的动力学模型来预测和控制机器人的行为。 让我特别赞赏的是,这本书在讲解控制技术时,非常注重理论与实践的结合。从基础的 PID 控制到更高级的自适应控制和鲁棒控制,作者都给出了非常详细的讲解,并配以大量的仿真实例。我明白了,设计一个优秀的控制器,不仅仅是运用数学公式,更是要深入理解机器人的动力学特性,并能够有效地处理外部扰动和模型不确定性。 这本书的另一个突出优点是它的系统性。它将机器人学的内容分解为运动学、动力学和控制三个相互关联的部分,并分别进行深入讲解,最后再将它们融会贯通,形成一个完整的机器人系统理论框架。这种模块化的讲解方式,让我能够清晰地理解整个系统的运作逻辑,而不至于感到迷茫。 而且,作者在讲解过程中,非常注重培养读者的工程思维。它不仅仅是传授知识,更重要的是引导读者去思考问题、分析问题,并找到解决问题的最佳方案。这种培养方式,对于我这样一个希望成为一名优秀的机器人工程师的人来说,是非常宝贵的。 这本书的语言风格也让我印象深刻。它用词精准,逻辑清晰,行文流畅,即使是涉及到复杂的数学公式和概念,也能被解释得深入浅出,通俗易懂。这种高质量的写作,让我在阅读过程中,能够全身心地投入,而不会因为语言障碍而影响理解。 总而言之,这本《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》不仅仅是一本技术手册,更像是一本能够引领我进入机器人学殿堂的启蒙之书。它为我打下了坚实的理论基础,也为我未来的学习和实践指明了方向。我强烈推荐给所有对机器人学感兴趣的读者,无论是初学者还是有一定基础的研究者,都能从中获益匪浅。

评分

读完《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》,我感觉自己的大脑被彻底打开了!我一直以来都对机器人技术抱有浓厚的兴趣,但总觉得它是一个非常难以触及的领域,充满了各种复杂的数学公式和晦涩的概念。这本书却以一种极其清晰、严谨又不失趣味的方式,为我揭开了机器人学的神秘面纱。 在运动学部分,作者用非常直观的方式,解释了机器人关节的运动如何转化为末端执行器的位姿变化。我曾经对“齐次变换矩阵”和“欧拉角”这些概念感到非常困惑,但在这本书中,我找到了非常清晰的解释。它不仅仅是给出公式,更是让我理解了这些公式背后的几何意义,以及它们在机器人运动中的实际应用。通过分析各种类型的机器人臂,我明白了如何将这些理论应用到实际的机器人设计中。 动力学部分的阐述同样让我惊叹。作者在介绍牛顿-欧拉方法和拉格朗日方法时,并没有简单地给出公式,而是详细地解释了每个项的物理意义,例如惯性力、科里奥利力、重力以及它们对机器人运动的影响。我第一次真正理解了,为什么机器人的运动需要强大的动力系统来支撑,以及如何通过精确的动力学模型来预测和控制机器人的行为。 让我特别赞赏的是,这本书在讲解控制技术时,非常注重理论与实践的结合。从基础的 PID 控制到更高级的自适应控制和鲁棒控制,作者都给出了非常详细的讲解,并配以大量的仿真实例。我明白了,设计一个优秀的控制器,不仅仅是运用数学公式,更是要深入理解机器人的动力学特性,并能够有效地处理外部扰动和模型不确定性。 这本书的另一个突出优点是它的系统性。它将机器人学的内容分解为运动学、动力学和控制三个相互关联的部分,并分别进行深入讲解,最后再将它们融会贯通,形成一个完整的机器人系统理论框架。这种模块化的讲解方式,让我能够清晰地理解整个系统的运作逻辑,而不至于感到迷茫。 而且,作者在讲解过程中,非常注重培养读者的工程思维。它不仅仅是传授知识,更重要的是引导读者去思考问题、分析问题,并找到解决问题的最佳方案。这种培养方式,对于我这样一个希望成为一名优秀的机器人工程师的人来说,是非常宝贵的。 这本书的语言风格也让我印象深刻。它用词精准,逻辑清晰,行文流畅,即使是涉及到复杂的数学公式和概念,也能被解释得深入浅出,通俗易懂。这种高质量的写作,让我在阅读过程中,能够全身心地投入,而不会因为语言障碍而影响理解。 总而言之,这本《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》不仅仅是一本技术手册,更像是一本能够引领我进入机器人学殿堂的启蒙之书。它为我打下了坚实的理论基础,也为我未来的学习和实践指明了方向。我强烈推荐给所有对机器人学感兴趣的读者,无论是初学者还是有一定基础的研究者,都能从中获益匪浅。

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我最近终于有机会深入阅读了《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》,这本书对我来说,简直是打开了一个全新的世界!我一直以来对机器人都有着浓厚的兴趣,但总觉得理论知识太枯燥,实践经验又太有限,总是难以将两者有效结合。这本书的出现,恰好弥补了我的这一遗憾,它以一种非常系统和深入的方式,将理论与实际应用巧妙地融合在一起。 首先,在运动学部分,我被它严谨的数学推导和清晰的几何解释所震撼。它不仅仅是给出公式,而是非常详细地解释了为什么会出现这些公式,以及它们在描述机器人运动时的直观意义。从坐标系的建立,到关节变量与末端执行器位姿之间的关系,每一个概念都被分解得非常透彻。特别是关于齐次变换矩阵的讲解,它用一种非常形象的方式,让我理解了如何将多个坐标变换有效地整合起来,这对我理解复杂的机器人机构的运动学模型起到了至关重要的作用。 接着,动力学部分的阐述更是让我大开眼界。作者在介绍牛顿-欧拉法和拉格朗日法时,不仅仅是罗列方程,而是深入地解释了每个项所代表的物理意义,例如惯性力、科里奥利力、向心力等。我曾经对这些概念感到非常困惑,但在阅读了这本书后,我仿佛能够“看到”这些力在机器人运动中所扮演的角色。它还详细分析了不同建模方法的优缺点,以及在实际应用中如何考虑诸如重力、摩擦力、载荷等因素,这为我今后的机器人动力学建模提供了非常宝贵的经验。 而控制技术部分,则是这本书的又一个亮点。它从最基础的 PID 控制讲起,循序渐进地深入到更高级的控制策略,例如自适应控制和鲁棒控制。作者在讲解每一种控制方法时,都非常注重理论的深度和工程的实用性。它不仅解释了控制算法的原理,更重要的是分析了如何设计一个稳定、高效的控制器,以及如何处理实际应用中可能遇到的各种不确定性和扰动。 这本书的另一个显著优点是它的系统性。它将机器人系统分解为运动学、动力学和控制三个相互关联的部分,并分别进行深入剖析,最后再将它们融会贯通,形成一个完整的机器人系统理论框架。这种模块化的讲解方式,让我能够清晰地理解整个系统的运作原理,而不至于被庞杂的细节所淹没。 我尤其欣赏作者在讲解过程中,所展现出的严谨的科学态度和深厚的工程功底。书中引用的参考文献和案例都非常具有代表性,而且作者在分析问题时,总是能够从多个角度出发,给出一个全面而深入的解答。这让我感觉,我不仅仅是在阅读一本书,更像是在与一位经验丰富的导师对话。 这本书的排版和图示也做得非常出色,每一页的文字都清晰易读,图示也非常精美,能够有效地帮助我理解抽象的概念。这使得我在阅读过程中,能够更加集中注意力,从而提高学习效率。 总的来说,《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》是一本集理论深度、工程实用性、系统性于一体的优秀教材。它为我构建了一个扎实的机器人学知识体系,也为我未来的研究和实践提供了坚实的基础。我强烈推荐这本书给所有对机器人学感兴趣的读者,相信它一定会给你带来意想不到的收获。

评分

我最近终于有幸拜读了《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》,这本书完全超出我的预期!我一直以来对机器人领域都充满了好奇,但总觉得它是一个极其专业且难以入门的学科。然而,这本书以一种非常系统、清晰且循序渐进的方式,让我对机器人学的各个方面都有了深入的理解。 在运动学部分,作者对机器人手臂运动的解析,简直是教科书级别的。他将复杂的空间几何和线性代数,通过大量精美的图示和直观的解释,变得易于理解。我曾经对“雅可比矩阵”这个概念感到非常头疼,但这本书让我明白了它在描述关节速度与末端执行器速度之间关系时的重要性,以及它在机器人控制和规划中的应用。 动力学部分的讲解更是让我大开眼界。作者在介绍牛顿-欧拉方法和拉格朗日方法时,并没有简单地给出公式,而是详细地阐述了每个方程项所代表的物理意义,例如惯性力、科里奥利力、重力以及它们对机器人运动产生的复杂影响。我第一次真正理解了,为什么机器人的运动需要如此精密的动力学建模,以及如何通过这些模型来预测和控制机器人的动态行为。 让我印象特别深刻的是,本书在讲解控制技术时,非常注重理论与实践的结合。从基本的 PID 控制到更高级的自适应控制和鲁棒控制,作者都给出了非常详细的阐述,并配以大量的仿真案例。这让我明白,设计一个有效的机器人控制器,不仅仅是数学运算,更是需要深入理解机器人的动力学特性,并能够有效地应对外部干扰和模型的不确定性。 本书的另一个亮点是其卓越的系统性。它将机器人学的内容清晰地划分为运动学、动力学和控制三个核心模块,并分别进行深入探讨,最终将它们融汇贯通,构建起一个完整的机器人系统理论框架。这种模块化的讲解方式,使得我能够清晰地把握整个系统的运作逻辑,而不至于被庞杂的信息所淹没。 而且,作者在讲解过程中,非常注重培养读者的工程思维。他不仅仅是传授知识,更是引导读者去深入思考问题、分析问题,并主动寻求最佳的解决方案。这种以培养解决问题能力为导向的教学方式,对于我这样一个希望成为一名优秀的机器人工程师的人来说,是极其宝贵的。 这本书的语言风格也让我赞赏有加。尽管内容深奥,但作者的用词精准,逻辑清晰,行文流畅。即使是复杂的数学公式和工程概念,也能被解释得深入浅出,通俗易懂。这种高品质的写作,使得我在阅读过程中能够全神贯注,大大提高了学习效率。 总而言之,《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》这本书,对我而言,不仅仅是一本技术指南,更像是一位循循善诱的导师。它不仅为我奠定了坚实的理论基础,更重要的是,它极大地激发了我对机器人学的探索热情,并为我未来的学习和研究指明了方向。我强烈推荐这本书给所有对机器人学领域充满兴趣的读者,相信每个人都能从中获得深刻的启发。

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这本书的出现,简直是我在机器人学领域的一场及时雨!我之前接触过不少关于机器人学的资料,但总觉得它们要么过于理论化,要么过于碎片化,很难形成一个系统的认知。《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》这本书,则完全打破了我的这一困境,它以一种极其严谨且逻辑严密的体系,将机器人学的核心内容一一呈现。 在运动学部分,作者用非常直观的几何和代数方法,解释了机器人如何在其庞大的工作空间内精确地定位。我曾经对“坐标系变换”和“万向节死锁”这些概念感到非常困惑,但书中生动形象的图示和详尽的数学推导,让我一下子就豁然开朗。它不仅给出了公式,更让我理解了这些公式背后的物理意义,以及它们在实际机器人设计中的重要性。 动力学部分的讲解更是让我受益匪浅。作者在介绍牛顿-欧拉方法和拉格朗日方法时,不仅给出了详细的推导过程,更重要的是,他深入地分析了每个方程项所代表的物理含义,比如惯性力、科里奥利力、重力等,以及它们如何影响机器人的运动。我第一次真正体会到,为什么精确的动力学模型对于机器人运动的预测和控制如此关键。 让我特别欣赏的是,这本书在讲解控制技术时,将理论与实践完美地结合起来。从基础的 PID 控制到更先进的自适应和鲁棒控制,作者都给出了非常详尽的解释,并配以大量的仿真实例。这让我明白,设计一个优秀的机器人控制器,不仅需要掌握数学理论,更需要深入理解机器人的动力学特性,并能够有效地应对各种外部干扰和模型的不确定性。 本书的另一大优点是其卓越的系统性。它将机器人学的内容清晰地划分为运动学、动力学和控制三个相互关联的核心模块,并分别进行深入探讨,最终将它们融汇贯通,构建起一个完整的机器人系统理论框架。这种模块化的讲解方式,使得我能够清晰地把握整个系统的运作逻辑,而不至于被庞杂的信息所淹没。 而且,作者在讲解过程中,非常注重培养读者的工程思维。他不仅仅是传授知识,更是引导读者去深入思考问题、分析问题,并主动寻求最佳的解决方案。这种以培养解决问题能力为导向的教学方式,对于我这样一个希望成为一名优秀的机器人工程师的人来说,是极其宝贵的。 这本书的语言风格也让我赞赏有加。尽管内容深奥,但作者的用词精准,逻辑清晰,行文流畅。即使是复杂的数学公式和工程概念,也能被解释得深入浅出,通俗易懂。这种高品质的写作,使得我在阅读过程中能够全神贯注,大大提高了学习效率。 总而言之,《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》这本书,对我而言,不仅仅是一本技术指南,更像是一位循循善诱的导师。它不仅为我奠定了坚实的理论基础,更重要的是,它极大地激发了我对机器人学的探索热情,并为我未来的学习和研究指明了方向。我强烈推荐这本书给所有对机器人领域充满兴趣的读者,相信每个人都能从中获得深刻的启发。

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这本书简直是一场思维风暴!我一直对机器人学抱有浓厚的兴趣,但总觉得有些理论知识过于抽象,难以落地。这本《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》彻底改变了我的看法。它没有像许多教科书那样一开始就抛出大量的数学公式和复杂的定理,而是从一个非常直观的角度切入,就像在带领你一步步探索一个神奇的机械世界。 我特别喜欢它在讲解运动学时,那种循序渐进的逻辑。它不是简单地罗列关节变量和末端执行器位置之间的关系,而是通过大量的图示和生动的比喻,让你真正理解“坐标系变换”是怎么回事,以及为什么它在机器人领域如此重要。那些关于齐次变换矩阵的讲解,简直是点睛之笔,把原本晦涩的概念一下子变得清晰起来。而且,它还引入了许多实际的机器人模型作为例子,比如工业机器人手臂、人形机器人腿部等,让你在学习理论的同时,能够立刻看到这些理论在现实中的应用,这极大地激发了我继续深入学习的动力。 动力学部分的阐述也同样精彩。它没有把拉格朗日方程或牛顿-欧拉方程当成纯粹的数学工具来展示,而是详细解释了每个项的物理意义,以及它们如何影响机器人的运动。我曾经对“惯性力矩”和“科里奥利力”这些概念感到非常困惑,但这本书通过形象化的描述,让我仿佛能“触摸”到这些力的存在,并理解它们在机器人运动中的作用。 尤其让我印象深刻的是,作者在讲解动力学时,并没有回避计算的复杂性,而是提供了多种求解方法,并详细对比了它们的优缺点。这让我意识到,在实际工程中,选择合适的动力学模型和求解方法是多么关键。这本书让我明白,理论知识的学习并非止步于理解,更重要的是能够将其转化为解决实际问题的能力。 控制技术部分更是让我大开眼界。它从 PID 控制的基本原理讲起,然后逐步过渡到更高级的控制策略,比如自适应控制和鲁棒控制。作者在讲解每种控制方法时,都会详细分析其适用场景和局限性,并配以清晰的仿真实例。我曾经尝试过自己设计一些简单的控制算法,但常常陷入“调参”的泥潭,不知道如何有效地改善系统的性能。 这本书为我提供了一个系统性的框架,让我能够理解不同控制策略背后的数学原理和工程考量。它让我明白,控制系统的设计不仅仅是“让机器人动起来”,更是要让它“准确、稳定、高效地动起来”。而且,它还非常注重实际应用的细节,比如如何处理模型不确定性、外部扰动等问题,这对于工程师来说是至关重要的。 我尤其赞赏这本书在处理复杂系统时展现出的清晰思路。它将机器人系统分解为运动学、动力学和控制等几个子模块,然后逐一攻克,最后再将它们整合起来。这种模块化的学习方式,让我能够更好地理解整个系统的运作机制,而不至于被庞杂的细节所淹没。 而且,它并没有局限于理论的深度,而是时刻关注着实际的应用。书中提到的许多例子都来源于真实的机器人项目,这让我在学习过程中,能够不断地将理论与实践联系起来,思考如何将这些知识运用到我自己的项目中。 这本书在讲解一些抽象概念时,总能找到非常贴切的比喻,这对于我这种非科班出身的学习者来说,简直是救星。比如,在解释雅可比矩阵时,它用了“放大镜”的比喻,让我瞬间理解了它在描述关节速度如何影响末端执行器速度时的作用。 此外,本书的排版和图示也做得非常出色。每一页的文字都清晰易读,图示也绘制得非常精美,色彩搭配得当,重点突出。这使得我在阅读过程中,能够更轻松地抓住关键信息,而不至于因为排版问题而感到疲惫。 最重要的是,这本书传递了一种“学习不等于死记硬背”的理念。它鼓励读者去思考,去探索,去质疑。在阅读过程中,我发现自己不再是被动地接受信息,而是主动地去理解、去消化、去应用。 总而言之,这本书不仅仅是一本技术书籍,更像是一本能够激发你创造力和解决问题能力的指南。它让我对机器人学的理解上升到了一个新的层次,也让我对接下来的学习和研究充满了信心。

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我最近沉浸在《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》这本书的世界里,简直让我感到无比的兴奋和充实!我一直以来都对机器人充满了好奇,但总觉得它是一个遥不可及的领域,充满了各种复杂的数学公式和抽象的概念。这本书却以一种极其清晰、有条理的方式,为我揭示了机器人学的核心奥秘,让我对这个领域有了全新的认识。 在运动学部分,作者用非常生动形象的例子,让我理解了机器人关节的运动如何转化为末端执行器的位姿变化。我曾经对“雅可比矩阵”和“奇异点”这些概念望而却步,但在这本书中,我找到了非常直观的解释。它不仅提供了详细的数学推导,更重要的是,它强调了这些概念背后的物理意义,让我明白了为什么机器人会在某些特定姿态下失去部分自由度。 动力学部分的阐述更是让我惊叹。作者在介绍牛顿-欧拉方法和拉格朗日方法时,并没有简单地给出公式,而是详细地解释了每个项的物理意义,例如惯性力、科里奥利力、重力以及它们对机器人运动的影响。我第一次真正理解了,为什么机器人的运动需要强大的动力系统来支撑,以及如何通过精确的动力学模型来预测和控制机器人的行为。 让我特别赞赏的是,这本书在讲解控制技术时,非常注重理论与实践的结合。从基础的 PID 控制到更高级的自适应控制和鲁棒控制,作者都给出了非常详细的讲解,并配以大量的仿真实例。我明白了,设计一个优秀的控制器,不仅仅是运用数学公式,更是要深入理解机器人的动力学特性,并能够有效地处理外部扰动和模型不确定性。 这本书的另一个突出优点是它的系统性。它将机器人学的内容分解为运动学、动力学和控制三个相互关联的部分,并分别进行深入讲解,最后再将它们融会贯通,形成一个完整的机器人系统理论框架。这种模块化的讲解方式,让我能够清晰地理解整个系统的运作逻辑,而不至于感到迷茫。 而且,作者在讲解过程中,非常注重培养读者的工程思维。它不仅仅是传授知识,更重要的是引导读者去思考问题、分析问题,并找到解决问题的最佳方案。这种培养方式,对于我这样一个希望成为一名优秀的机器人工程师的人来说,是非常宝贵的。 这本书的语言风格也让我印象深刻。它用词精准,逻辑清晰,行文流畅,即使是涉及到复杂的数学公式和概念,也能被解释得深入浅出,通俗易懂。这种高质量的写作,让我在阅读过程中,能够全身心地投入,而不会因为语言障碍而影响理解。 总而言之,这本《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》不仅仅是一本技术手册,更像是一本能够引领我进入机器人学殿堂的启蒙之书。它为我打下了坚实的理论基础,也为我未来的学习和实践指明了方向。我强烈推荐给所有对机器人学感兴趣的读者,无论是初学者还是有一定基础的研究者,都能从中获益匪浅。

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我最近对《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》这本书真的是爱不释手!作为一名对机器人技术充满热情但又缺乏系统性学习的爱好者,这本书为我打开了新世界的大门。它不像我之前看过的某些书籍那样,上来就堆砌一大堆公式,而是从一个非常宏观的视角,逐步深入,让我能够理解机器人技术的各个组成部分是如何相互关联的。 在运动学部分,作者用非常直观的方式解释了机器人如何在其工作空间内移动。我曾经对“自由度”和“关节空间”这些概念感到模糊,但通过书中大量的图示和详细的讲解,我终于明白了它们到底意味着什么。特别是关于机器人雅可比矩阵的讲解,它非常清晰地解释了关节速度如何影响末端执行器的速度,以及在某些情况下可能出现的奇异点问题。这让我开始意识到,机器人的运动不仅仅是简单的关节旋转,而是涉及到复杂的数学关系。 动力学部分更是让我对机器人的“力”有了更深的认识。我之前总觉得动力学是物理学的一套东西,和机器人好像没什么直接关系。但这本书让我明白,机器人的运动受到的惯性、重力、摩擦力等都会影响其运动的准确性和稳定性。作者在介绍牛顿-欧拉方法和拉格朗日方法时,非常注重物理意义的阐述,而不是仅仅给出公式。这让我感觉,我是在学习如何“模拟”一个真实的机器人,而不是在做一道数学题。 控制技术部分更是让我看到了理论如何转化为实际行动。从最基础的 PID 控制,到更复杂的自适应控制,这本书都给出了非常详细的讲解。我最欣赏的是,作者不仅仅是讲解了控制器的原理,更重要的是讲解了如何根据机器人的具体特性来选择和设计合适的控制器,以及如何处理实际工程中经常遇到的各种问题,比如模型不确定性、外部干扰等。 这本书还有一个很大的优点是它的结构设计。它将机器人学分为了运动学、动力学和控制三个主要模块,然后分别进行深入讲解,最后再将它们整合在一起。这种分而治之的策略,让我能够更有条理地学习,并且能够更好地理解每个模块在整个机器人系统中所扮演的角色。 而且,作者在讲解过程中,非常注重理论与实践的结合。书中引用了大量的实际机器人应用案例,这让我能够将学到的理论知识与实际应用场景联系起来,从而更好地理解这些理论的价值。这种方式,让我学习起来更有动力,也更能激发我的思考。 这本书的语言风格也非常人性化。虽然涉及到很多复杂的数学和工程概念,但作者总是能够用清晰、简洁的语言进行解释,而且穿插了一些恰当的比喻,让抽象的概念变得生动易懂。这对于像我这样的非科班出身的学习者来说,是非常友好的。 总而言之,《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》这本书,对我来说,不仅仅是一本技术书籍,更像是一位良师益友。它不仅为我提供了扎实的理论基础,更重要的是,它激发了我对机器人学的学习热情,并为我指明了未来的学习方向。我非常肯定这本书的价值,并且强烈推荐给所有想要深入了解机器人学的读者。

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这本书绝对是我在机器人学领域遇到的最震撼的一本书籍!我之前接触过一些关于机器人学的资料,但总觉得它们要么太偏向理论,要么太偏向应用,很难找到一个能将两者完美结合的。而这本《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》,就像是为我量身定做的一样,它以一种极其严谨又不失趣味的方式,为我打开了机器人学的大门。 它在运动学部分的讲解,完全颠覆了我之前对这个领域的认知。我曾经以为运动学就是一堆公式的堆砌,但这本书却通过非常直观的几何学和代数方法,让我深刻理解了机器人在空间中的位置、姿态是如何随着关节变量的变化而变化的。那些关于欧拉角、旋转矩阵、齐次变换矩阵的讲解,真的让我豁然开朗。它不是简单地告诉你要用什么公式,而是告诉你为什么需要这个公式,以及这个公式背后蕴含的物理意义。 我特别喜欢它在讲解这些概念时,穿插的各种实际机器人模型的例子。从简单的二连杆机械臂,到复杂的工业机器人,再到仿生机器人,这些例子让我在学习理论的同时,能够清晰地看到这些理论是如何在真实世界中发挥作用的。这让我觉得,学习机器人学不再是枯燥的数学游戏,而是能够真正应用于解决实际问题的工程学科。 动力学部分的阐述更是让我惊叹。作者在介绍牛顿-欧拉方法和拉格朗日方法时,并没有生硬地给出推导过程,而是非常详尽地解释了每一步的逻辑和物理依据。我曾经对惯性力、科里奥利力这些概念感到非常头疼,但在这本书里,我第一次真正理解了它们是如何产生的,以及它们对机器人运动的影响有多大。 它在介绍动力学建模时,也考虑到了实际应用中的各种因素,比如重力、摩擦力、载荷等。而且,它还对比了不同建模方法的优劣,这对于我以后进行实际的机器人动力学仿真和分析非常有指导意义。我明白了,建模并非一成不变,而是需要根据具体的应用场景来选择最合适的方法。 控制技术部分更是让我看到了理论与实践的完美结合。从基本的 PID 控制,到更复杂的鲁棒控制和自适应控制,这本书都给出了非常清晰的阐述。它不仅仅是列出公式,更重要的是解释了每种控制方法的原理、设计思路以及在实际应用中的优缺点。 我尤其欣赏它在讲解控制算法时,对系统稳定性和性能的深入分析。它让我明白,设计一个有效的控制器,不仅仅是要让机器人按照指令运动,更要保证其运动的平稳性、准确性和鲁棒性。而且,它还介绍了许多先进的控制技术,这让我对未来机器人控制的发展方向有了更清晰的认识。 这本书的另一个亮点是它的系统性。它将机器人学分解为运动学、动力学和控制三个核心部分,然后分别进行深入讲解,最后再将它们有机地整合起来。这种结构化的学习方式,让我能够清晰地把握整个机器人系统的运作逻辑,而不至于感到迷茫。 而且,作者在讲解过程中,非常注重培养读者的工程思维。它不仅仅是传授知识,更重要的是引导读者去思考问题、分析问题,并找到解决问题的最佳方案。这种培养方式,对于我这样一个希望成为一名优秀的机器人工程师的人来说,是非常宝贵的。 这本书的语言风格也让我印象深刻。它用词精准,逻辑清晰,行文流畅,即使是涉及到复杂的数学公式和概念,也能被解释得深入浅出,通俗易懂。这种高质量的写作,让我在阅读过程中,能够全身心地投入,而不会因为语言障碍而影响理解。 总而言之,这本《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》不仅仅是一本技术手册,更像是一本能够引领我进入机器人学殿堂的启蒙之书。它为我打下了坚实的理论基础,也为我未来的学习和实践指明了方向。我强烈推荐给所有对机器人学感兴趣的读者,无论是初学者还是有一定基础的研究者,都能从中获益匪浅。

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我最近拜读了《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》,这本书简直太棒了!我之前对机器人学一直抱有很大的好奇,但总觉得它是一个非常高深莫测的领域,充满了复杂的数学公式和抽象的概念。这本书的出现,彻底打消了我的顾虑,它以一种非常系统、严谨又不失趣味的方式,为我揭开了机器人学的神秘面纱。 在运动学部分,作者将复杂的空间几何和矩阵运算,通过非常清晰的图示和逻辑推理,变得易于理解。我曾经对“坐标系变换”和“万向节死锁”这些概念感到头疼,但在这本书里,我找到了非常生动的解释。它不仅仅是列出公式,更是让我理解了这些公式背后的几何意义,以及它们在机器人运动中的实际应用。通过分析各种类型的机器人臂,我明白了如何将这些理论应用到实际的机器人设计中。 动力学部分的讲解同样令人印象深刻。作者在介绍牛顿-欧拉方法和拉格朗日方法时,不仅仅是给出了推导过程,更注重解释了每个项的物理意义。我终于明白了,为什么机器人的运动会受到惯性、重力和摩擦力的影响,以及这些力是如何影响机器人的运动轨迹和所需控制力矩的。它还详细地对比了不同建模方法的优缺点,这对于我理解如何在不同场景下选择合适的动力学模型非常有帮助。 控制技术部分更是让我看到了理论的强大应用。从基础的 PID 控制到更高级的自适应控制,作者都给出了非常清晰的讲解,并附带了详细的仿真示例。我最喜欢的部分是,它不仅讲解了控制算法的原理,更重要的是讲解了如何根据机器人的实际特性来设计和调整控制器,以及如何处理实际应用中经常遇到的干扰和不确定性。这让我明白了,控制工程不仅仅是数学问题,更是对实际系统特性的深刻理解。 这本书的结构设计非常合理,它将机器人学的内容按照运动学、动力学和控制三个核心模块进行划分,然后分别进行深入的讲解。这种结构化的学习方式,使得我能够更好地把握整个机器人系统的运作原理,而不至于感到信息混乱。 而且,作者在讲解过程中,非常注重理论与实践的结合。书中引用了大量的实际机器人应用案例,这让我能够将学到的理论知识与实际应用场景联系起来,从而更好地理解这些理论的价值。这种方式,让我学习起来更有动力,也更能激发我的思考。 这本书的语言风格也非常人性化。虽然涉及到很多复杂的数学和工程概念,但作者总是能够用清晰、简洁的语言进行解释,而且穿插了一些恰当的比喻,让抽象的概念变得生动易懂。这对于像我这样的非科班出身的学习者来说,是非常友好的。 总而言之,《应用机器人学:运动学、动力学与控制技术(原书第2版)》这本书,对我来说,不仅仅是一本技术书籍,更像是一位良师益友。它不仅为我提供了扎实的理论基础,更重要的是,它激发了我对机器人学的学习热情,并为我指明了未来的学习方向。我非常肯定这本书的价值,并且强烈推荐给所有想要深入了解机器人学的读者。

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