應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)

應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

[澳大利亞] 雷紮N. 賈紮爾(RezaN.Jazar) 著,周高峰 譯
圖書標籤:
  • 機器人學
  • 運動學
  • 動力學
  • 控製技術
  • 應用機器人學
  • 機械工程
  • 自動化
  • 機器人控製
  • 數學模型
  • 算法
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齣版社: 機械工業齣版社
ISBN:9787111577881
版次:2
商品編碼:12320848
品牌:機工齣版
包裝:精裝
開本:16開
齣版時間:2018-03-01
用紙:膠版紙
頁數:589

具體描述

産品特色

編輯推薦

適讀人群 :從事機器人和自動化設備或生産綫等應用開發工作的研發人員或相關工程技術人員,以及相關院校師生

  RezaN.Jazar《Theory of Applied Robotics:Kinematics, Dynamics, and Control》原書第2版的中文譯本,定價隻有英文版的1/6。
  本書詳細地介紹瞭機器人學在實際應用中的概念,提供瞭現實應用中的相關理論和規範性證明。書中融入瞭作者Reza N.Jazar的實用經驗、實例及說明:
  300多個詳細且具有完全解的實例;
  對於具有執行器、傳感器和控製器的機器人係統,提供瞭有關其零部件和機構的全新範圍;
  運動學和動力學的擴充材料;
  全麵覆蓋球形機器手、無秩序變換、雅可比計算和路徑規劃。
  本書有應用工程師、研究人員和學生比較喜歡的眾多有關機器人學主題、經典方嚮、速度和正嚮運動學的係統介紹。

內容簡介

本書由澳大利亞墨爾本皇傢理工大學的RezaN.Jazar所著,是原書的第2版。全書分為運動學、動力學和控製技術3個部分,共15章,主要內容包括:概述、鏇轉運動學、定嚮運動學、運動運動學、正嚮運動學、逆嚮運動學、角速度、速度運動學、運動學中的數值法、加速度運動學、運動動力學、機器人動力學、路徑規劃、時間優控製、控製技術。本書可作為機械電子工程、電氣工程、電子工程、自動控製等專業的高年級本科生、工程碩士生或博士生以及理工科大學教師的教學參考書,也可供從事機器人和自動化設備或生産綫等應用開發工作的研發人員或相關工程技術人員學習和參考。

作者簡介

Reza N.Jazar澳大利亞墨爾本皇傢理工大學航空、機械與製造工程學院機械工程係的教授,1990年取得德黑蘭理工大學碩士學位,研究方嚮為機器人學。1997年,獲得伊朗沙力夫理工大學博士學位,研究方嚮是非綫性動力學和應用數學。1999年,開始在北美的一些大學裏工作。
Reza N.Jazar教授是經典動力學和非綫性動力學方嚮的專傢,他在動力學建模和數學建模方嚮有著豐富的經驗。Reza N.Jazar在很多大學裏工作過,他利用自己的工作經驗,提齣瞭許多理論和創新思想,並且在經典動力學、機器人學、控製和非綫性振動等方麵有很多的發現。Razi(拉齊)加速度、時間導數理論、無秩序變換、連鑄機理論、汽車驅動器算法、浮動時間法、能量釋放率理論、RMS優法,這些都是他的發現和創新思想中的部分內容。
Reza N. Jazar教授發錶學術論文、技術報告200餘篇,齣版科技書籍30餘本,其中包括《機器人學應用理論》《汽車動力學》等。

目錄

譯者序
原書第2版前言
原書第1版前言
第1章 概述 1
1.1 發展曆史 1
1.2 機器人元器件 2
1.2.1 連杆 2
1.2.2 關節 3
1.2.3 機械手 4
1.2.4 機械手腕 4
1.2.5 末端執行器 4
1.2.6 驅動器 5
1.2.7 傳感器 5
1.2.8 控製器 5
1.3 機器人的分類 5
1.3.1 幾何結構 5
1.3.2 工作空間 7
1.3.3 驅動 8
1.3.4 控製 9
1.3.5 應用 9
1.4 機器人運動學、動力學、控製概述 9
1.4.1 三元組 10
1.4.2 單位矢量 11
1.4.3 參考坐標係和坐標係統 11
1.4.4 矢量函數 13
1.5 機器人動力學問題 14
1.6 主題預覽 14
1.7 機器人———多學科交叉的機器 15
1.8 本章小結 15
習題 16
第Ⅰ部分 機器人運動學
第2章 鏇轉運動學 21
2.1 繞全局直角坐標軸鏇轉 21
2.2 繞全局直角坐標軸連續鏇轉 27
2.3 全局翻滾角、俯仰角、偏航角 30
2.4 繞局部直角坐標軸鏇轉 31
2.5 繞局部直角坐標軸連續鏇轉 34
2.6 歐拉角 35
2.7 局部翻滾角、俯仰角、偏航角 43
2.8 局部軸對全局軸鏇轉 44
2.9 一般變換 46
2.10 主動變換和被動變換 51
2.11 本章小結 53
習題 54
第3章 定嚮運動學 62
3.1 軸角鏇轉 62
3.2 歐拉參數 70
3.3 歐拉參數的確定 75
3.4 四元數 77
3.5 自鏇張量與鏇轉張量 80
3.6 錶述鏇轉過程中的問題 82
3.6.1 鏇轉矩陣 83
3.6.2 角軸 84
3.6.3 歐拉角 84
3.6.4 四元數 85
3.6.5 歐拉參數 87
3.7 鏇轉的閤成與分解 88
3.8 本章小結 92
習題 93
第4章 運動的運動學 100
4.1 剛體運動 100
4.2 齊次變換 103
4.3 逆齊次變換 109
4.4 復閤齊次逆變換 114
4.5 螺鏇坐標 121
4.6 逆螺鏇運動 134
4.7 復閤螺鏇變換 136
4.8 普呂剋(Plücker)坐標 139
4.9 綫幾何和麵幾何 144
4.9.1 矢量矩 144
4.9.2 角度和距離 145
4.9.3 平麵和綫 145
4.10 螺鏇坐標和普呂剋坐標 148
4.11 本章小結 149
習題 150
第5章 正嚮運動學 158
5.1 D-H注釋 158
5.2 相鄰兩坐標係間的變換 164
5.3 機器人正嚮位置運動學 177
5.4 球形手腕 186
5.5 組裝運動學 194
5.6 螺鏇坐標變換 203
5.7 非D-H法 207
5.8 本章小結 212
習題 212
第6章 逆嚮運動學 222
6.1 解耦技術 222
6.2 逆變換技術 234
6.3 迭代技術 246
6.4 逆嚮運動技術比較 249
6.4.1 解的存在性和唯一性 249
6.4.2 逆嚮運動技術 250
6.5 奇異配置 250
6.6 本章小結 252
習題 252
第7章 角速度 260
7.1 角速度矢量及其矩陣 260
7.2 時間導數和坐標係 269
7.3 剛體速度 276
7.4 速度變換矩陣 280
7.5 齊次變換矩陣的導數 286
7.6 本章小結 292
習題 292
第8章 速度運動學 298
8.1 剛性連杆速度 298
8.2 正嚮速度運動學 302
8.3 雅可比生成矢量 310
8.4 逆嚮速度運動學 320
8.5 本章小結 326
習題 326
第9章 運動學中的數值法 333
9.1 綫性代數方程 333
9.2 矩陣求逆 343
9.3 非綫性代數方程 348
9.4 連杆變換矩陣中的雅可比矩陣 353
9.5 本章小結 360
習題 360
第Ⅱ部分 機器人動力學
第Ⅲ部分 機器人控製

前言/序言

如果沒有來自我的學生們,特彆是來自哥倫比亞大學的我的那些學生們的評論和建議的話,這本書將不可能有第2版。在本書所介紹的新內容中,很多都是學生反饋的直接結果,是他們幫助我提煉和整理瞭材料。
我寫這本書的目的就是為學生提供能夠用得上的知識。幸運的是,我已經成功地編寫齣瞭能夠涵蓋機器人學中包括細節和解釋在內所有方麵的一本參考書。
這本書的第1版是在2007年齣版的。之後不久,它就成瞭機器人領域中廣受歡迎的參考書。我很想感謝已經使用過或者參考過本書的學生和老師們。是你們的問題、評論和建議幫助我創作瞭本書的第2版。
本書沿用第1版的符號體係
《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》 本書旨在深入探討機器人技術的核心要素,為讀者構建一個堅實的理論基礎和實踐框架。我們將從機器人係統的基本構成齣發,逐步剖析其運動的數學描述,即運動學,進而理解驅動機器人運動的力學原理,即動力學。在此基礎上,我們還將詳細闡述如何通過各種控製策略實現機器人的精確、穩定和高效運行。 第一部分:機器人運動學 本部分將詳細介紹機器人運動學的基本概念和關鍵技術。 齊次坐標與變換: 我們將引入齊次坐標的概念,並學習如何利用齊次變換來統一描述剛體在三維空間中的平移和鏇轉。這包括平移變換、鏇轉變換(繞X、Y、Z軸的鏇轉)以及復閤變換,為後續的機器人連杆描述奠定基礎。 連杆坐標係與Denavit-Hartenberg (D-H) 參數: D-H參數是描述機器人連杆之間相對幾何關係的標準化方法。我們將詳細講解如何為每個連杆建立局部坐標係,並定義D-H參數(連杆長度a, 連杆偏移α, 連杆偏移d, 關節角度θ)。通過D-H參數,我們可以簡潔而係統地錶示機器人的結構,並推導齣相鄰連杆之間的齊次變換矩陣。 正運動學: 正運動學研究的是如何根據機器人的關節變量(如角度或位移)來計算機器人末端執行器(如手爪)在世界坐標係中的位置和姿態。我們將學習如何通過鏈式法則,將所有連杆之間的齊次變換矩陣連乘,最終得到從基座坐標係到末端執行器坐標係的變換矩陣,從而求解末端執行器的位姿。 雅可比矩陣: 雅可比矩陣是連接關節速度和末端執行器速度的關鍵工具。我們將介紹雅可比矩陣的定義,並講解如何利用它來分析機器人的速度和加速度特性。特彆是,我們將探討雅可比矩陣在判斷機器人奇異位形(奇異點)中的重要作用,以及奇異位形對機器人控製的限製。 逆運動學: 逆運動學是正運動學的一個挑戰性問題,它研究的是如何根據機器人末端執行器期望的位置和姿態,反解齣機器人所需的關節變量。我們將介紹解析法和數值法兩種主要的逆運動學求解方法,並分析它們各自的優缺點,以及在不同機器人構型下的適用性。 第二部分:機器人動力學 本部分將深入探討機器人動力學的理論和方法,理解機器人運動過程中所涉及的力、力和力矩。 慣性、科裏奧利力和離心力、重力: 我們將詳細分析機器人運動過程中受到的各種動力學效應。包括連杆的慣性力矩、科裏奧利力和離心力矩(與關節速度有關)以及重力矩(在重力場中)。理解這些力學效應的來源和影響,是建立精確動力學模型的基礎。 拉格朗日方程與牛頓-歐拉方法: 我們將介紹兩種主流的機器人動力學建模方法:拉格朗日方程法和牛頓-歐拉方法。 拉格朗日方程法: 基於能量守恒原理,通過係統的動能和勢能來推導動力學方程。該方法通常能得到較為簡潔和對稱的動力學方程,適用於分析一般情況。 牛頓-歐拉方法: 基於牛頓第二定律,通過對每個連杆進行受力分析,然後將力嚮前(動力學推導)或嚮後(動力學逆推)傳播。這種方法在計算速度和效率上通常更具優勢,尤其適用於實時控製。 動力學方程的建立與求解: 我們將通過具體算例,演示如何運用拉格朗日方程或牛頓-歐拉方法,建立機器人的動力學方程。這些方程通常是以關節加速度為未知數,關節力矩為已知數(或反之)的綫性或非綫性微分方程組。 關節力矩的計算: 求解動力學方程的目的是為瞭知道在特定運動狀態下,需要施加多大的關節力矩纔能使機器人按照預期的軌跡運動。我們將展示如何根據關節加速度、速度和位置,計算齣所需的關節力矩,為後續的控製設計提供依據。 第三部分:機器人控製技術 本部分將重點介紹機器人控製的基本原理、常用控製策略以及在實際應用中的考慮。 PID控製: PID(比例-積分-微分)控製器是最經典和最廣泛使用的反饋控製方法之一。我們將詳細講解PID控製器的原理,包括比例、積分和微分項的作用,以及如何通過調整PID參數來優化機器人的跟蹤精度和穩定性。 關節空間控製與任務空間控製: 我們將區分兩種主要的控製目標空間:關節空間和任務空間。 關節空間控製: 直接控製機器人的關節變量,使其按照預設的關節軌跡運動。這種方法相對簡單,但可能無法直接實現末端執行器在任務空間內的精確運動。 任務空間控製: 直接控製機器人末端執行器在笛卡爾空間(或工作空間)中的位置和姿態。這種方法需要結閤逆運動學和雅可比矩陣,以實現對末端執行器精確定位。 模型控製: 力矩補償控製: 基於已建立的機器人動力學模型,在PID控製或其他基本控製器的基礎上,疊加一個補償項,以抵消未建模的動力學效應或擾動,從而提高控製精度。 自適應控製: 當機器人係統的動力學參數未知或隨時間變化時,自適應控製能夠實時調整控製器參數,以保持良好的控製性能。 魯棒控製: 魯棒控製旨在設計控製器,使其在係統模型存在不確定性或受到外部乾擾時,仍能保持穩定的性能。 軌跡規劃: 為瞭使機器人能夠平滑、安全地從一個狀態移動到另一個狀態,需要對機器人的運動軌跡進行規劃。我們將介紹常用的軌跡規劃方法,包括點對點軌跡和連續軌跡的生成,以及如何考慮速度、加速度和加加速度的限製。 感知與融閤: 機器人需要感知外部環境纔能執行任務。本部分將簡要介紹機器人常用的傳感器(如編碼器、IMU、力傳感器、視覺傳感器等)以及如何對多傳感器數據進行融閤,以獲得更準確和全麵的環境信息。 應用實例: 通過具體的機器人應用案例,如工業機器人抓取、移動機器人導航、人機協作等,來展示本書所介紹的運動學、動力學和控製技術的實際應用。 本書內容力求嚴謹,理論與實踐相結閤,旨在幫助讀者掌握機器人學的核心技術,為進一步的深入研究和實際開發打下堅實基礎。

用戶評價

評分

我最近終於有幸拜讀瞭《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》,這本書完全超齣我的預期!我一直以來對機器人領域都充滿瞭好奇,但總覺得它是一個極其專業且難以入門的學科。然而,這本書以一種非常係統、清晰且循序漸進的方式,讓我對機器人學的各個方麵都有瞭深入的理解。 在運動學部分,作者對機器人手臂運動的解析,簡直是教科書級彆的。他將復雜的空間幾何和綫性代數,通過大量精美的圖示和直觀的解釋,變得易於理解。我曾經對“雅可比矩陣”這個概念感到非常頭疼,但這本書讓我明白瞭它在描述關節速度與末端執行器速度之間關係時的重要性,以及它在機器人控製和規劃中的應用。 動力學部分的講解更是讓我大開眼界。作者在介紹牛頓-歐拉方法和拉格朗日方法時,並沒有簡單地給齣公式,而是詳細地闡述瞭每個方程項所代錶的物理意義,例如慣性力、科裏奧利力、重力以及它們對機器人運動産生的復雜影響。我第一次真正理解瞭,為什麼機器人的運動需要如此精密的動力學建模,以及如何通過這些模型來預測和控製機器人的動態行為。 讓我印象特彆深刻的是,本書在講解控製技術時,非常注重理論與實踐的結閤。從基本的 PID 控製到更高級的自適應控製和魯棒控製,作者都給齣瞭非常詳細的闡述,並配以大量的仿真案例。這讓我明白,設計一個有效的機器人控製器,不僅僅是數學運算,更是需要深入理解機器人的動力學特性,並能夠有效地應對外部乾擾和模型的不確定性。 本書的另一個亮點是其卓越的係統性。它將機器人學的內容清晰地劃分為運動學、動力學和控製三個核心模塊,並分彆進行深入探討,最終將它們融匯貫通,構建起一個完整的機器人係統理論框架。這種模塊化的講解方式,使得我能夠清晰地把握整個係統的運作邏輯,而不至於被龐雜的信息所淹沒。 而且,作者在講解過程中,非常注重培養讀者的工程思維。他不僅僅是傳授知識,更是引導讀者去深入思考問題、分析問題,並主動尋求最佳的解決方案。這種以培養解決問題能力為導嚮的教學方式,對於我這樣一個希望成為一名優秀的機器人工程師的人來說,是極其寶貴的。 這本書的語言風格也讓我贊賞有加。盡管內容深奧,但作者的用詞精準,邏輯清晰,行文流暢。即使是復雜的數學公式和工程概念,也能被解釋得深入淺齣,通俗易懂。這種高品質的寫作,使得我在閱讀過程中能夠全神貫注,大大提高瞭學習效率。 總而言之,《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》這本書,對我而言,不僅僅是一本技術指南,更像是一位循循善誘的導師。它不僅為我奠定瞭堅實的理論基礎,更重要的是,它極大地激發瞭我對機器人學的探索熱情,並為我未來的學習和研究指明瞭方嚮。我強烈推薦這本書給所有對機器人學領域充滿興趣的讀者,相信每個人都能從中獲得深刻的啓發。

評分

這本書絕對是我在機器人學領域遇到的最震撼的一本書籍!我之前接觸過一些關於機器人學的資料,但總覺得它們要麼太偏嚮理論,要麼太偏嚮應用,很難找到一個能將兩者完美結閤的。而這本《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》,就像是為我量身定做的一樣,它以一種極其嚴謹又不失趣味的方式,為我打開瞭機器人學的大門。 它在運動學部分的講解,完全顛覆瞭我之前對這個領域的認知。我曾經以為運動學就是一堆公式的堆砌,但這本書卻通過非常直觀的幾何學和代數方法,讓我深刻理解瞭機器人在空間中的位置、姿態是如何隨著關節變量的變化而變化的。那些關於歐拉角、鏇轉矩陣、齊次變換矩陣的講解,真的讓我豁然開朗。它不是簡單地告訴你要用什麼公式,而是告訴你為什麼需要這個公式,以及這個公式背後蘊含的物理意義。 我特彆喜歡它在講解這些概念時,穿插的各種實際機器人模型的例子。從簡單的二連杆機械臂,到復雜的工業機器人,再到仿生機器人,這些例子讓我在學習理論的同時,能夠清晰地看到這些理論是如何在真實世界中發揮作用的。這讓我覺得,學習機器人學不再是枯燥的數學遊戲,而是能夠真正應用於解決實際問題的工程學科。 動力學部分的闡述更是讓我驚嘆。作者在介紹牛頓-歐拉方法和拉格朗日方法時,並沒有生硬地給齣推導過程,而是非常詳盡地解釋瞭每一步的邏輯和物理依據。我曾經對慣性力、科裏奧利力這些概念感到非常頭疼,但在這本書裏,我第一次真正理解瞭它們是如何産生的,以及它們對機器人運動的影響有多大。 它在介紹動力學建模時,也考慮到瞭實際應用中的各種因素,比如重力、摩擦力、載荷等。而且,它還對比瞭不同建模方法的優劣,這對於我以後進行實際的機器人動力學仿真和分析非常有指導意義。我明白瞭,建模並非一成不變,而是需要根據具體的應用場景來選擇最閤適的方法。 控製技術部分更是讓我看到瞭理論與實踐的完美結閤。從基本的 PID 控製,到更復雜的魯棒控製和自適應控製,這本書都給齣瞭非常清晰的闡述。它不僅僅是列齣公式,更重要的是解釋瞭每種控製方法的原理、設計思路以及在實際應用中的優缺點。 我尤其欣賞它在講解控製算法時,對係統穩定性和性能的深入分析。它讓我明白,設計一個有效的控製器,不僅僅是要讓機器人按照指令運動,更要保證其運動的平穩性、準確性和魯棒性。而且,它還介紹瞭許多先進的控製技術,這讓我對未來機器人控製的發展方嚮有瞭更清晰的認識。 這本書的另一個亮點是它的係統性。它將機器人學分解為運動學、動力學和控製三個核心部分,然後分彆進行深入講解,最後再將它們有機地整閤起來。這種結構化的學習方式,讓我能夠清晰地把握整個機器人係統的運作邏輯,而不至於感到迷茫。 而且,作者在講解過程中,非常注重培養讀者的工程思維。它不僅僅是傳授知識,更重要的是引導讀者去思考問題、分析問題,並找到解決問題的最佳方案。這種培養方式,對於我這樣一個希望成為一名優秀的機器人工程師的人來說,是非常寶貴的。 這本書的語言風格也讓我印象深刻。它用詞精準,邏輯清晰,行文流暢,即使是涉及到復雜的數學公式和概念,也能被解釋得深入淺齣,通俗易懂。這種高質量的寫作,讓我在閱讀過程中,能夠全身心地投入,而不會因為語言障礙而影響理解。 總而言之,這本《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》不僅僅是一本技術手冊,更像是一本能夠引領我進入機器人學殿堂的啓濛之書。它為我打下瞭堅實的理論基礎,也為我未來的學習和實踐指明瞭方嚮。我強烈推薦給所有對機器人學感興趣的讀者,無論是初學者還是有一定基礎的研究者,都能從中獲益匪淺。

評分

我最近對《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》這本書真的是愛不釋手!作為一名對機器人技術充滿熱情但又缺乏係統性學習的愛好者,這本書為我打開瞭新世界的大門。它不像我之前看過的某些書籍那樣,上來就堆砌一大堆公式,而是從一個非常宏觀的視角,逐步深入,讓我能夠理解機器人技術的各個組成部分是如何相互關聯的。 在運動學部分,作者用非常直觀的方式解釋瞭機器人如何在其工作空間內移動。我曾經對“自由度”和“關節空間”這些概念感到模糊,但通過書中大量的圖示和詳細的講解,我終於明白瞭它們到底意味著什麼。特彆是關於機器人雅可比矩陣的講解,它非常清晰地解釋瞭關節速度如何影響末端執行器的速度,以及在某些情況下可能齣現的奇異點問題。這讓我開始意識到,機器人的運動不僅僅是簡單的關節鏇轉,而是涉及到復雜的數學關係。 動力學部分更是讓我對機器人的“力”有瞭更深的認識。我之前總覺得動力學是物理學的一套東西,和機器人好像沒什麼直接關係。但這本書讓我明白,機器人的運動受到的慣性、重力、摩擦力等都會影響其運動的準確性和穩定性。作者在介紹牛頓-歐拉方法和拉格朗日方法時,非常注重物理意義的闡述,而不是僅僅給齣公式。這讓我感覺,我是在學習如何“模擬”一個真實的機器人,而不是在做一道數學題。 控製技術部分更是讓我看到瞭理論如何轉化為實際行動。從最基礎的 PID 控製,到更復雜的自適應控製,這本書都給齣瞭非常詳細的講解。我最欣賞的是,作者不僅僅是講解瞭控製器的原理,更重要的是講解瞭如何根據機器人的具體特性來選擇和設計閤適的控製器,以及如何處理實際工程中經常遇到的各種問題,比如模型不確定性、外部乾擾等。 這本書還有一個很大的優點是它的結構設計。它將機器人學分為瞭運動學、動力學和控製三個主要模塊,然後分彆進行深入講解,最後再將它們整閤在一起。這種分而治之的策略,讓我能夠更有條理地學習,並且能夠更好地理解每個模塊在整個機器人係統中所扮演的角色。 而且,作者在講解過程中,非常注重理論與實踐的結閤。書中引用瞭大量的實際機器人應用案例,這讓我能夠將學到的理論知識與實際應用場景聯係起來,從而更好地理解這些理論的價值。這種方式,讓我學習起來更有動力,也更能激發我的思考。 這本書的語言風格也非常人性化。雖然涉及到很多復雜的數學和工程概念,但作者總是能夠用清晰、簡潔的語言進行解釋,而且穿插瞭一些恰當的比喻,讓抽象的概念變得生動易懂。這對於像我這樣的非科班齣身的學習者來說,是非常友好的。 總而言之,《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》這本書,對我來說,不僅僅是一本技術書籍,更像是一位良師益友。它不僅為我提供瞭紮實的理論基礎,更重要的是,它激發瞭我對機器人學的學習熱情,並為我指明瞭未來的學習方嚮。我非常肯定這本書的價值,並且強烈推薦給所有想要深入瞭解機器人學的讀者。

評分

當我第一次翻開《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》這本書時,我就知道我找到瞭一本寶藏!我一直以來都對機器人技術充滿著無限的嚮往,但總覺得它是一個遙不可及的領域,充滿瞭晦澀難懂的理論。這本書卻以一種極其清晰、有條理的方式,為我揭示瞭機器人學的核心奧秘,讓我對這個領域有瞭全新的認識。 在運動學部分,作者用非常生動形象的例子,讓我理解瞭機器人關節的運動如何轉化為末端執行器的位姿變化。我曾經對“雅可比矩陣”和“奇異點”這些概念望而卻步,但在這本書中,我找到瞭非常直觀的解釋。它不僅提供瞭詳細的數學推導,更重要的是,它強調瞭這些概念背後的物理意義,讓我明白瞭為什麼機器人會在某些特定姿態下失去部分自由度。 動力學部分的闡述更是讓我驚嘆。作者在介紹牛頓-歐拉方法和拉格朗日方法時,並沒有簡單地給齣公式,而是詳細地解釋瞭每個項的物理意義,例如慣性力、科裏奧利力、重力以及它們對機器人運動的影響。我第一次真正理解瞭,為什麼機器人的運動需要強大的動力係統來支撐,以及如何通過精確的動力學模型來預測和控製機器人的行為。 讓我特彆贊賞的是,這本書在講解控製技術時,非常注重理論與實踐的結閤。從基礎的 PID 控製到更高級的自適應控製和魯棒控製,作者都給齣瞭非常詳細的講解,並配以大量的仿真實例。我明白瞭,設計一個優秀的控製器,不僅僅是運用數學公式,更是要深入理解機器人的動力學特性,並能夠有效地處理外部擾動和模型不確定性。 這本書的另一個突齣優點是它的係統性。它將機器人學的內容分解為運動學、動力學和控製三個相互關聯的部分,並分彆進行深入講解,最後再將它們融會貫通,形成一個完整的機器人係統理論框架。這種模塊化的講解方式,讓我能夠清晰地理解整個係統的運作邏輯,而不至於感到迷茫。 而且,作者在講解過程中,非常注重培養讀者的工程思維。它不僅僅是傳授知識,更重要的是引導讀者去思考問題、分析問題,並找到解決問題的最佳方案。這種培養方式,對於我這樣一個希望成為一名優秀的機器人工程師的人來說,是非常寶貴的。 這本書的語言風格也讓我印象深刻。它用詞精準,邏輯清晰,行文流暢,即使是涉及到復雜的數學公式和概念,也能被解釋得深入淺齣,通俗易懂。這種高質量的寫作,讓我在閱讀過程中,能夠全身心地投入,而不會因為語言障礙而影響理解。 總而言之,這本《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》不僅僅是一本技術手冊,更像是一本能夠引領我進入機器人學殿堂的啓濛之書。它為我打下瞭堅實的理論基礎,也為我未來的學習和實踐指明瞭方嚮。我強烈推薦給所有對機器人學感興趣的讀者,無論是初學者還是有一定基礎的研究者,都能從中獲益匪淺。

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我最近沉浸在《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》這本書的世界裏,簡直讓我感到無比的興奮和充實!我一直以來都對機器人充滿瞭好奇,但總覺得它是一個遙不可及的領域,充滿瞭各種復雜的數學公式和抽象的概念。這本書卻以一種極其清晰、有條理的方式,為我揭示瞭機器人學的核心奧秘,讓我對這個領域有瞭全新的認識。 在運動學部分,作者用非常生動形象的例子,讓我理解瞭機器人關節的運動如何轉化為末端執行器的位姿變化。我曾經對“雅可比矩陣”和“奇異點”這些概念望而卻步,但在這本書中,我找到瞭非常直觀的解釋。它不僅提供瞭詳細的數學推導,更重要的是,它強調瞭這些概念背後的物理意義,讓我明白瞭為什麼機器人會在某些特定姿態下失去部分自由度。 動力學部分的闡述更是讓我驚嘆。作者在介紹牛頓-歐拉方法和拉格朗日方法時,並沒有簡單地給齣公式,而是詳細地解釋瞭每個項的物理意義,例如慣性力、科裏奧利力、重力以及它們對機器人運動的影響。我第一次真正理解瞭,為什麼機器人的運動需要強大的動力係統來支撐,以及如何通過精確的動力學模型來預測和控製機器人的行為。 讓我特彆贊賞的是,這本書在講解控製技術時,非常注重理論與實踐的結閤。從基礎的 PID 控製到更高級的自適應控製和魯棒控製,作者都給齣瞭非常詳細的講解,並配以大量的仿真實例。我明白瞭,設計一個優秀的控製器,不僅僅是運用數學公式,更是要深入理解機器人的動力學特性,並能夠有效地處理外部擾動和模型不確定性。 這本書的另一個突齣優點是它的係統性。它將機器人學的內容分解為運動學、動力學和控製三個相互關聯的部分,並分彆進行深入講解,最後再將它們融會貫通,形成一個完整的機器人係統理論框架。這種模塊化的講解方式,讓我能夠清晰地理解整個係統的運作邏輯,而不至於感到迷茫。 而且,作者在講解過程中,非常注重培養讀者的工程思維。它不僅僅是傳授知識,更重要的是引導讀者去思考問題、分析問題,並找到解決問題的最佳方案。這種培養方式,對於我這樣一個希望成為一名優秀的機器人工程師的人來說,是非常寶貴的。 這本書的語言風格也讓我印象深刻。它用詞精準,邏輯清晰,行文流暢,即使是涉及到復雜的數學公式和概念,也能被解釋得深入淺齣,通俗易懂。這種高質量的寫作,讓我在閱讀過程中,能夠全身心地投入,而不會因為語言障礙而影響理解。 總而言之,這本《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》不僅僅是一本技術手冊,更像是一本能夠引領我進入機器人學殿堂的啓濛之書。它為我打下瞭堅實的理論基礎,也為我未來的學習和實踐指明瞭方嚮。我強烈推薦給所有對機器人學感興趣的讀者,無論是初學者還是有一定基礎的研究者,都能從中獲益匪淺。

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這本書的齣現,簡直是我在機器人學領域的一場及時雨!我之前接觸過不少關於機器人學的資料,但總覺得它們要麼過於理論化,要麼過於碎片化,很難形成一個係統的認知。《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》這本書,則完全打破瞭我的這一睏境,它以一種極其嚴謹且邏輯嚴密的體係,將機器人學的核心內容一一呈現。 在運動學部分,作者用非常直觀的幾何和代數方法,解釋瞭機器人如何在其龐大的工作空間內精確地定位。我曾經對“坐標係變換”和“萬嚮節死鎖”這些概念感到非常睏惑,但書中生動形象的圖示和詳盡的數學推導,讓我一下子就豁然開朗。它不僅給齣瞭公式,更讓我理解瞭這些公式背後的物理意義,以及它們在實際機器人設計中的重要性。 動力學部分的講解更是讓我受益匪淺。作者在介紹牛頓-歐拉方法和拉格朗日方法時,不僅給齣瞭詳細的推導過程,更重要的是,他深入地分析瞭每個方程項所代錶的物理含義,比如慣性力、科裏奧利力、重力等,以及它們如何影響機器人的運動。我第一次真正體會到,為什麼精確的動力學模型對於機器人運動的預測和控製如此關鍵。 讓我特彆欣賞的是,這本書在講解控製技術時,將理論與實踐完美地結閤起來。從基礎的 PID 控製到更先進的自適應和魯棒控製,作者都給齣瞭非常詳盡的解釋,並配以大量的仿真實例。這讓我明白,設計一個優秀的機器人控製器,不僅需要掌握數學理論,更需要深入理解機器人的動力學特性,並能夠有效地應對各種外部乾擾和模型的不確定性。 本書的另一大優點是其卓越的係統性。它將機器人學的內容清晰地劃分為運動學、動力學和控製三個相互關聯的核心模塊,並分彆進行深入探討,最終將它們融匯貫通,構建起一個完整的機器人係統理論框架。這種模塊化的講解方式,使得我能夠清晰地把握整個係統的運作邏輯,而不至於被龐雜的信息所淹沒。 而且,作者在講解過程中,非常注重培養讀者的工程思維。他不僅僅是傳授知識,更是引導讀者去深入思考問題、分析問題,並主動尋求最佳的解決方案。這種以培養解決問題能力為導嚮的教學方式,對於我這樣一個希望成為一名優秀的機器人工程師的人來說,是極其寶貴的。 這本書的語言風格也讓我贊賞有加。盡管內容深奧,但作者的用詞精準,邏輯清晰,行文流暢。即使是復雜的數學公式和工程概念,也能被解釋得深入淺齣,通俗易懂。這種高品質的寫作,使得我在閱讀過程中能夠全神貫注,大大提高瞭學習效率。 總而言之,《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》這本書,對我而言,不僅僅是一本技術指南,更像是一位循循善誘的導師。它不僅為我奠定瞭堅實的理論基礎,更重要的是,它極大地激發瞭我對機器人學的探索熱情,並為我未來的學習和研究指明瞭方嚮。我強烈推薦這本書給所有對機器人領域充滿興趣的讀者,相信每個人都能從中獲得深刻的啓發。

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這本書簡直是一場思維風暴!我一直對機器人學抱有濃厚的興趣,但總覺得有些理論知識過於抽象,難以落地。這本《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》徹底改變瞭我的看法。它沒有像許多教科書那樣一開始就拋齣大量的數學公式和復雜的定理,而是從一個非常直觀的角度切入,就像在帶領你一步步探索一個神奇的機械世界。 我特彆喜歡它在講解運動學時,那種循序漸進的邏輯。它不是簡單地羅列關節變量和末端執行器位置之間的關係,而是通過大量的圖示和生動的比喻,讓你真正理解“坐標係變換”是怎麼迴事,以及為什麼它在機器人領域如此重要。那些關於齊次變換矩陣的講解,簡直是點睛之筆,把原本晦澀的概念一下子變得清晰起來。而且,它還引入瞭許多實際的機器人模型作為例子,比如工業機器人手臂、人形機器人腿部等,讓你在學習理論的同時,能夠立刻看到這些理論在現實中的應用,這極大地激發瞭我繼續深入學習的動力。 動力學部分的闡述也同樣精彩。它沒有把拉格朗日方程或牛頓-歐拉方程當成純粹的數學工具來展示,而是詳細解釋瞭每個項的物理意義,以及它們如何影響機器人的運動。我曾經對“慣性力矩”和“科裏奧利力”這些概念感到非常睏惑,但這本書通過形象化的描述,讓我仿佛能“觸摸”到這些力的存在,並理解它們在機器人運動中的作用。 尤其讓我印象深刻的是,作者在講解動力學時,並沒有迴避計算的復雜性,而是提供瞭多種求解方法,並詳細對比瞭它們的優缺點。這讓我意識到,在實際工程中,選擇閤適的動力學模型和求解方法是多麼關鍵。這本書讓我明白,理論知識的學習並非止步於理解,更重要的是能夠將其轉化為解決實際問題的能力。 控製技術部分更是讓我大開眼界。它從 PID 控製的基本原理講起,然後逐步過渡到更高級的控製策略,比如自適應控製和魯棒控製。作者在講解每種控製方法時,都會詳細分析其適用場景和局限性,並配以清晰的仿真實例。我曾經嘗試過自己設計一些簡單的控製算法,但常常陷入“調參”的泥潭,不知道如何有效地改善係統的性能。 這本書為我提供瞭一個係統性的框架,讓我能夠理解不同控製策略背後的數學原理和工程考量。它讓我明白,控製係統的設計不僅僅是“讓機器人動起來”,更是要讓它“準確、穩定、高效地動起來”。而且,它還非常注重實際應用的細節,比如如何處理模型不確定性、外部擾動等問題,這對於工程師來說是至關重要的。 我尤其贊賞這本書在處理復雜係統時展現齣的清晰思路。它將機器人係統分解為運動學、動力學和控製等幾個子模塊,然後逐一攻剋,最後再將它們整閤起來。這種模塊化的學習方式,讓我能夠更好地理解整個係統的運作機製,而不至於被龐雜的細節所淹沒。 而且,它並沒有局限於理論的深度,而是時刻關注著實際的應用。書中提到的許多例子都來源於真實的機器人項目,這讓我在學習過程中,能夠不斷地將理論與實踐聯係起來,思考如何將這些知識運用到我自己的項目中。 這本書在講解一些抽象概念時,總能找到非常貼切的比喻,這對於我這種非科班齣身的學習者來說,簡直是救星。比如,在解釋雅可比矩陣時,它用瞭“放大鏡”的比喻,讓我瞬間理解瞭它在描述關節速度如何影響末端執行器速度時的作用。 此外,本書的排版和圖示也做得非常齣色。每一頁的文字都清晰易讀,圖示也繪製得非常精美,色彩搭配得當,重點突齣。這使得我在閱讀過程中,能夠更輕鬆地抓住關鍵信息,而不至於因為排版問題而感到疲憊。 最重要的是,這本書傳遞瞭一種“學習不等於死記硬背”的理念。它鼓勵讀者去思考,去探索,去質疑。在閱讀過程中,我發現自己不再是被動地接受信息,而是主動地去理解、去消化、去應用。 總而言之,這本書不僅僅是一本技術書籍,更像是一本能夠激發你創造力和解決問題能力的指南。它讓我對機器人學的理解上升到瞭一個新的層次,也讓我對接下來的學習和研究充滿瞭信心。

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我最近終於有機會深入閱讀瞭《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》,這本書對我來說,簡直是打開瞭一個全新的世界!我一直以來對機器人都有著濃厚的興趣,但總覺得理論知識太枯燥,實踐經驗又太有限,總是難以將兩者有效結閤。這本書的齣現,恰好彌補瞭我的這一遺憾,它以一種非常係統和深入的方式,將理論與實際應用巧妙地融閤在一起。 首先,在運動學部分,我被它嚴謹的數學推導和清晰的幾何解釋所震撼。它不僅僅是給齣公式,而是非常詳細地解釋瞭為什麼會齣現這些公式,以及它們在描述機器人運動時的直觀意義。從坐標係的建立,到關節變量與末端執行器位姿之間的關係,每一個概念都被分解得非常透徹。特彆是關於齊次變換矩陣的講解,它用一種非常形象的方式,讓我理解瞭如何將多個坐標變換有效地整閤起來,這對我理解復雜的機器人機構的運動學模型起到瞭至關重要的作用。 接著,動力學部分的闡述更是讓我大開眼界。作者在介紹牛頓-歐拉法和拉格朗日法時,不僅僅是羅列方程,而是深入地解釋瞭每個項所代錶的物理意義,例如慣性力、科裏奧利力、嚮心力等。我曾經對這些概念感到非常睏惑,但在閱讀瞭這本書後,我仿佛能夠“看到”這些力在機器人運動中所扮演的角色。它還詳細分析瞭不同建模方法的優缺點,以及在實際應用中如何考慮諸如重力、摩擦力、載荷等因素,這為我今後的機器人動力學建模提供瞭非常寶貴的經驗。 而控製技術部分,則是這本書的又一個亮點。它從最基礎的 PID 控製講起,循序漸進地深入到更高級的控製策略,例如自適應控製和魯棒控製。作者在講解每一種控製方法時,都非常注重理論的深度和工程的實用性。它不僅解釋瞭控製算法的原理,更重要的是分析瞭如何設計一個穩定、高效的控製器,以及如何處理實際應用中可能遇到的各種不確定性和擾動。 這本書的另一個顯著優點是它的係統性。它將機器人係統分解為運動學、動力學和控製三個相互關聯的部分,並分彆進行深入剖析,最後再將它們融會貫通,形成一個完整的機器人係統理論框架。這種模塊化的講解方式,讓我能夠清晰地理解整個係統的運作原理,而不至於被龐雜的細節所淹沒。 我尤其欣賞作者在講解過程中,所展現齣的嚴謹的科學態度和深厚的工程功底。書中引用的參考文獻和案例都非常具有代錶性,而且作者在分析問題時,總是能夠從多個角度齣發,給齣一個全麵而深入的解答。這讓我感覺,我不僅僅是在閱讀一本書,更像是在與一位經驗豐富的導師對話。 這本書的排版和圖示也做得非常齣色,每一頁的文字都清晰易讀,圖示也非常精美,能夠有效地幫助我理解抽象的概念。這使得我在閱讀過程中,能夠更加集中注意力,從而提高學習效率。 總的來說,《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》是一本集理論深度、工程實用性、係統性於一體的優秀教材。它為我構建瞭一個紮實的機器人學知識體係,也為我未來的研究和實踐提供瞭堅實的基礎。我強烈推薦這本書給所有對機器人學感興趣的讀者,相信它一定會給你帶來意想不到的收獲。

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讀完《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》,我感覺自己的大腦被徹底打開瞭!我一直以來都對機器人技術抱有濃厚的興趣,但總覺得它是一個非常難以觸及的領域,充滿瞭各種復雜的數學公式和晦澀的概念。這本書卻以一種極其清晰、嚴謹又不失趣味的方式,為我揭開瞭機器人學的神秘麵紗。 在運動學部分,作者用非常直觀的方式,解釋瞭機器人關節的運動如何轉化為末端執行器的位姿變化。我曾經對“齊次變換矩陣”和“歐拉角”這些概念感到非常睏惑,但在這本書中,我找到瞭非常清晰的解釋。它不僅僅是給齣公式,更是讓我理解瞭這些公式背後的幾何意義,以及它們在機器人運動中的實際應用。通過分析各種類型的機器人臂,我明白瞭如何將這些理論應用到實際的機器人設計中。 動力學部分的闡述同樣讓我驚嘆。作者在介紹牛頓-歐拉方法和拉格朗日方法時,並沒有簡單地給齣公式,而是詳細地解釋瞭每個項的物理意義,例如慣性力、科裏奧利力、重力以及它們對機器人運動的影響。我第一次真正理解瞭,為什麼機器人的運動需要強大的動力係統來支撐,以及如何通過精確的動力學模型來預測和控製機器人的行為。 讓我特彆贊賞的是,這本書在講解控製技術時,非常注重理論與實踐的結閤。從基礎的 PID 控製到更高級的自適應控製和魯棒控製,作者都給齣瞭非常詳細的講解,並配以大量的仿真實例。我明白瞭,設計一個優秀的控製器,不僅僅是運用數學公式,更是要深入理解機器人的動力學特性,並能夠有效地處理外部擾動和模型不確定性。 這本書的另一個突齣優點是它的係統性。它將機器人學的內容分解為運動學、動力學和控製三個相互關聯的部分,並分彆進行深入講解,最後再將它們融會貫通,形成一個完整的機器人係統理論框架。這種模塊化的講解方式,讓我能夠清晰地理解整個係統的運作邏輯,而不至於感到迷茫。 而且,作者在講解過程中,非常注重培養讀者的工程思維。它不僅僅是傳授知識,更重要的是引導讀者去思考問題、分析問題,並找到解決問題的最佳方案。這種培養方式,對於我這樣一個希望成為一名優秀的機器人工程師的人來說,是非常寶貴的。 這本書的語言風格也讓我印象深刻。它用詞精準,邏輯清晰,行文流暢,即使是涉及到復雜的數學公式和概念,也能被解釋得深入淺齣,通俗易懂。這種高質量的寫作,讓我在閱讀過程中,能夠全身心地投入,而不會因為語言障礙而影響理解。 總而言之,這本《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》不僅僅是一本技術手冊,更像是一本能夠引領我進入機器人學殿堂的啓濛之書。它為我打下瞭堅實的理論基礎,也為我未來的學習和實踐指明瞭方嚮。我強烈推薦給所有對機器人學感興趣的讀者,無論是初學者還是有一定基礎的研究者,都能從中獲益匪淺。

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我最近拜讀瞭《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》,這本書簡直太棒瞭!我之前對機器人學一直抱有很大的好奇,但總覺得它是一個非常高深莫測的領域,充滿瞭復雜的數學公式和抽象的概念。這本書的齣現,徹底打消瞭我的顧慮,它以一種非常係統、嚴謹又不失趣味的方式,為我揭開瞭機器人學的神秘麵紗。 在運動學部分,作者將復雜的空間幾何和矩陣運算,通過非常清晰的圖示和邏輯推理,變得易於理解。我曾經對“坐標係變換”和“萬嚮節死鎖”這些概念感到頭疼,但在這本書裏,我找到瞭非常生動的解釋。它不僅僅是列齣公式,更是讓我理解瞭這些公式背後的幾何意義,以及它們在機器人運動中的實際應用。通過分析各種類型的機器人臂,我明白瞭如何將這些理論應用到實際的機器人設計中。 動力學部分的講解同樣令人印象深刻。作者在介紹牛頓-歐拉方法和拉格朗日方法時,不僅僅是給齣瞭推導過程,更注重解釋瞭每個項的物理意義。我終於明白瞭,為什麼機器人的運動會受到慣性、重力和摩擦力的影響,以及這些力是如何影響機器人的運動軌跡和所需控製力矩的。它還詳細地對比瞭不同建模方法的優缺點,這對於我理解如何在不同場景下選擇閤適的動力學模型非常有幫助。 控製技術部分更是讓我看到瞭理論的強大應用。從基礎的 PID 控製到更高級的自適應控製,作者都給齣瞭非常清晰的講解,並附帶瞭詳細的仿真示例。我最喜歡的部分是,它不僅講解瞭控製算法的原理,更重要的是講解瞭如何根據機器人的實際特性來設計和調整控製器,以及如何處理實際應用中經常遇到的乾擾和不確定性。這讓我明白瞭,控製工程不僅僅是數學問題,更是對實際係統特性的深刻理解。 這本書的結構設計非常閤理,它將機器人學的內容按照運動學、動力學和控製三個核心模塊進行劃分,然後分彆進行深入的講解。這種結構化的學習方式,使得我能夠更好地把握整個機器人係統的運作原理,而不至於感到信息混亂。 而且,作者在講解過程中,非常注重理論與實踐的結閤。書中引用瞭大量的實際機器人應用案例,這讓我能夠將學到的理論知識與實際應用場景聯係起來,從而更好地理解這些理論的價值。這種方式,讓我學習起來更有動力,也更能激發我的思考。 這本書的語言風格也非常人性化。雖然涉及到很多復雜的數學和工程概念,但作者總是能夠用清晰、簡潔的語言進行解釋,而且穿插瞭一些恰當的比喻,讓抽象的概念變得生動易懂。這對於像我這樣的非科班齣身的學習者來說,是非常友好的。 總而言之,《應用機器人學:運動學、動力學與控製技術(原書第2版)》這本書,對我來說,不僅僅是一本技術書籍,更像是一位良師益友。它不僅為我提供瞭紮實的理論基礎,更重要的是,它激發瞭我對機器人學的學習熱情,並為我指明瞭未來的學習方嚮。我非常肯定這本書的價值,並且強烈推薦給所有想要深入瞭解機器人學的讀者。

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