機器人剛柔耦合動力學

第1章 機器人動力學研究意義/1
1.1引言/1
1.2動力學三要素與三任務/2
1.3機器人動力學研究的意義/3
主要參考文獻/4

第2章 剛柔耦合機械臂的建模與分析/5
2.1引言/5
2.2機械臂彈性描述/6
2.3柔性機械臂的動態模型/12
2.4柔性機械臂振動分析/17
2.4.1外部輸入/17
2.4.2轉角獨立分析法/18
2.4.3轉角關聯分析法/24
2.5小結/27
主要參考文獻/28

第3章 剛柔耦合機械臂動態控制器設計/30
3.1引言/30
3.2控制器設計方案/32
3.3柔性動態控制模塊/34
3.3.1輸入整形技術/34
3.3.2優化控制/38
3.3.3結果分析/39
3.4剛性動態控制模塊/42
3.4.1滑模控制概述/42
3.4.2混合滑模控制/44
3.4.3結果分析/47
3.5小結/50
主要參考文獻/51
機器人剛柔耦合動力學目錄

第4章 剛柔耦合機械臂動態控制仿真與實驗/54
4.1引言/54
4.2機械臂動態控制的優化算法與仿真/55
4.2.1優化算法/56
4.2.2仿真結果分析/58
4.3機械臂動態控制的實驗與結果/63
4.3.1實驗裝置平台/63
4.3.2單桿柔性臂實驗結果分析/65
4.3.3二桿柔性臂實驗結果分析/68
4.4動態控制的仿真與實驗比較/73
4.4.1軌跡追蹤誤差分析/73
4.4.2彈性位移分析/73
4.5小結/77
主要參考文獻/78

第5章 旋轉剛柔耦合系統動力學建模方法的比較研究/80
5.1引言/80
5.2旋轉剛柔耦合系統動力學模型的影響因素分析/82
5.2.1影響因素/82
5.2.2動力學模型的精度分析/83
5.3旋轉剛柔耦合系統的動邊界模態特性/85
5.3.1旋轉柔性梁的動邊界參數化構建/85
5.3.2旋轉柔性梁的動邊界模態特性解析/87
5.3.3旋轉柔性梁的動邊界模態特性的頻域分布規律/91
5.4旋轉剛柔耦合系統參數化邊界模態特性動態響應分析/91
5.4.1基於參數化邊界模態特性的動態響應/92
5.4.2邊界參數的辨識/94
5.5小結/96
主要參考文獻/96

第6章 懸掛輪式移動機械臂的振動控制/99
6.1引言/99
6.2粒子群優化算法和混沌粒子群優化算法/100
6.2.1粒子群優化算法/100
6.2.2混沌粒子群優化算法/102
6.3問題一：機械臂靜止時懸浮平台的運動/103
6.3.1動力學模型/103
6.3.2控制器的設計和優化/105
6.3.3結果與討論/108
6.4問題二：機械臂運動時懸浮平台的運動/112
6.4.1DPM概念/112
6.4.2動力學模型/114
6.4.3生成最優軌跡/115
6.4.4結果與討論/117
6.5小結/121
附件A問題一的動力學模型/122
附件B問題二的動力學模型/124
主要參考文獻/125

第7章 多要素作用下的移動機械臂跟蹤控制/127
7.1引言/127
7.2系統模型/128
7.2.1運動學模型/128
7.2.2動力學模型/132
7.3基於運動學的反推控制/132
7.3.1控制器設計/132
7.3.2結果與討論/133
7.4基於動力學的帶有模糊補償器的自適應反推控制器/136
7.4.1控制器設計/136
7.4.2結果與討論/138
7.5小結/145
主要參考文獻/146

第8章 路面激勵下移動機械臂的動態穩定性控制/149
8.1引言/149
8.2具有半主動懸架系統的機器人/150
8.3動態穩定性計算方法/152
8.4控制器設計與優化/155
8.4.1半主動減震器控制模型/155
8.4.2控制器優化算法/158
8.5結果與討論/161
8.6小結/166
主要參考文獻/166

《機器人剛柔耦合動力學》是一本介紹機器人剛性運動與彈性振動同時存在時，系統動力學相關知識的學術專著。本書的內容涉及柔性機械臂和彈性懸掛移動機器人平台兩種典型的機器人，介紹了機器人剛柔耦合動力學建模、分析和控制的相關問題和方法。傳統的機器人研究沒有考慮其彈性振動，這樣處理是為了簡化設計與控制問題，但是，這也面臨着兩個方面的問題：一是限制了機器人的工作范圍，因為提高工作范圍，會激起一定的彈性振動；二是增加了機器人的冗余程度，不利於輕量節能和動態性能的提升。