机器人动力学与控制

机器人动力学与控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:蓝色畅想出版社
作者:霍伟 编
出品人:
页数:207
译者:
出版时间:2004-1
价格:22.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787040139785
丛书系列:
图书标签:
  • 科技
  • 机器人
  • 高等教育出版社
  • 霍伟
  • 机器人
  • 动力学
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  • 机器人技术
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具体描述

本教材以力学理论和控制理论的全面讲述为特色。教材的重点在于用严谨而系统的方式介绍机器人动力学与控制的基本概念和主要结果。全面介绍了机器人建模与控制研究中所涉及的基本概念、算法和有代表性的结果,特别是控制方法的介绍更具全面性。全书共3章,分别是:机器人运动学,机器人动力学,机器人控制。

本书适用于“控制理论与控制工程”专业及“机械电子工程”、“机械制造及其自动化”等专业机器人控制研究方向的硕士研究生使用,也可作为从事有关研究的博士生和工程技术人员的参考书。

《智能体运动与决策解析》 本书深入探讨了智能体(Agent)在复杂环境中进行自主运动和智能决策的科学原理与实现技术。智能体,广义而言,泛指能够感知环境、进行思考并采取行动以达成特定目标的实体,无论其是物理形态的机器人,还是虚拟世界的软件代理。本书将视角聚焦于智能体在动态、不确定甚至对抗性环境中的行为模式,以及支撑这些行为的内在机制。 核心内容概览: 第一部分:智能体运动建模与规划 运动学与动力学基础: 我们首先回顾并深入分析了经典运动学和动力学理论在描述智能体运动中的应用。这包括对不同类型智能体的运动学模型(如关节式、差速驱动、全向移动等)的详细阐述,以及如何考虑惯性、摩擦、重力等动力学因素来精确预测智能体的运动轨迹。特别地,本书会探讨在非完整约束和动态变化的环境中,如何建立更为贴合实际的运动模型。 轨迹生成与优化: 基于精确的运动模型,本书将介绍多种先进的轨迹生成算法。从经典的路径规划方法(如A、D Lite)到采样基方法(如RRT),再到基于优化的方法(如模型预测控制MPC),我们会详细剖析其原理、优缺点以及适用场景。重点在于如何生成平滑、安全且高效的运动轨迹,并考虑能量消耗、时间约束以及避障需求。 运动控制策略: 规划出的轨迹需要被精确执行。本书将深入研究各种运动控制策略,包括PID控制、反馈线性化、滑模控制等。我们不仅会讲解这些控制器的理论基础,还会重点关注其在实际应用中的调优技巧和鲁棒性设计,以应对模型不确定性、外部干扰等挑战。 第二部分:智能体决策与行为生成 环境感知与状态估计: 智能体的决策离不开对环境的准确感知。本书将介绍多种传感器信息融合技术,包括卡尔曼滤波(KF)、扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)以及粒子滤波(PF)等,以实现对智能体自身状态和环境状态的精准估计。同时,也会探讨视觉、激光雷达等传感器的信息处理与特征提取方法。 效用与奖励设计: 在许多智能体行为中,如何定义“好”的行为至关重要。本书将深入探讨效用函数(Utility Function)和奖励函数(Reward Function)的设计原理。我们将分析如何将任务目标、安全性、效率等因素量化为可优化的指标,从而指导智能体的行为选择。 决策模型与算法: 面对不确定性和动态变化的环境,智能体需要做出最优决策。本书将详细介绍一系列决策模型与算法,包括: 基于规则与逻辑的决策: 探讨如何利用专家系统、模糊逻辑等方法构建具有推理能力的决策系统。 基于搜索的决策: 深入研究如马尔可夫决策过程(MDP)、部分可观察马尔可夫决策过程(POMDP)等模型,并介绍求解算法,如值迭代、策略迭代、蒙特卡洛树搜索(MCTS)等。 基于学习的决策: 重点阐述强化学习(RL)在智能体决策中的应用,包括Q-learning、深度Q网络(DQN)、Actor-Critic方法等,以及如何在仿真或真实环境中进行训练和部署。 多智能体交互与协作: 当多个智能体同时存在时,如何协调它们的行为以达成全局目标成为新的挑战。本书将探讨多智能体系统(MAS)中的基本概念,包括通信、协调、博弈论的应用,以及如何设计能够实现协作或竞争的智能体策略。 第三部分:高级议题与应用展望 不确定性下的鲁棒性设计: 实际环境中充斥着各种不确定性,包括传感器噪声、执行器误差、环境变化等。本书将探讨如何设计鲁棒的运动控制和决策系统,使其能够有效地应对这些不确定性,并保持期望的性能。 机器学习在智能体中的集成: 结合深度学习等前沿技术,本书将展示如何利用机器学习模型来增强智能体的感知能力、学习复杂的运动模式以及生成更具适应性的决策。 实际应用案例分析: 为了帮助读者更好地理解理论知识,本书将穿插一系列实际应用案例,涵盖自动驾驶、机器人导航、无人机控制、工业自动化、游戏AI等领域,展示智能体运动与决策技术的具体落地。 未来发展趋势: 最后,本书将对智能体运动与决策的未来发展趋势进行展望,包括自主性、通用性、安全性、伦理等方面的挑战与机遇。 本书特色: 理论与实践并重: 严谨的数学推导与清晰的算法阐述相结合,同时辅以丰富的实例和代码提示,便于读者理解和应用。 前沿技术聚焦: 涵盖了近年来在智能体领域涌现的最新研究成果和技术发展。 结构化教学: 内容层层递进,从基础概念到高级应用,构建完整的知识体系。 适用范围广泛: 无论是计算机科学、自动化、机械工程、人工智能等相关专业的学生、研究人员,还是希望深入了解智能体技术的工程师和爱好者,都能从中获益。 《智能体运动与决策解析》旨在为读者提供一个全面、深入的平台,理解和掌握驱动智能体自主行动的核心技术,并为构建更加智能、高效的未来系统奠定坚实的基础。

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目录信息

读后感

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http://202.196.13.197:82/date/books/018/017/144145.pdf 本教材以力学理论和控制理论的全面讲述为特色。教材的重点在于用严谨而系统的方式介绍机器人动力学与控制的基本概念和主要结果。全面介绍了机器人建模与控制研究中所涉及的基本概念、算法和有代表性的结果,特别是...  

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http://202.196.13.197:82/date/books/018/017/144145.pdf 本教材以力学理论和控制理论的全面讲述为特色。教材的重点在于用严谨而系统的方式介绍机器人动力学与控制的基本概念和主要结果。全面介绍了机器人建模与控制研究中所涉及的基本概念、算法和有代表性的结果,特别是...  

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这本书算是很好的教材,但是对于想要从事相关研究的人来说这本书有几个硬伤: 书中所主要讨论的方程是1967年的文章中的,已经很久了。在近几十年的时间里,这个领域发生了很大的进展,这本书已经落后了: 1、链式串联机械臂虽然工业上还在用,但已经在向并联机器人发展了; 2、...

用户评价

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这本书带给我的启发是多方面的,远超出了我最初的预期。我一直认为“动力学”和“控制”这两个词听起来就非常枯燥,但《机器人动力学与控制》这本书完全打破了我的固有印象。它巧妙地将理论知识与实际应用相结合,让我看到了机器人技术背后强大的数学基础是如何支撑起我们日常生活中看到的那些智能设备。作者在分析机器人运动学和动力学模型时,没有止步于理论推导,而是深入探讨了这些模型在实际机器人设计中的意义。例如,书中对于雅可比矩阵的讲解,不仅仅是数学上的介绍,更是详细分析了它如何影响机器人的操作空间和速度限制,以及在逆运动学求解中的关键作用。而且,这本书对于不同类型的机器人,比如串联机器人、并联机器人,都有深入的分析,并且给出了各自的动力学模型和控制方法。我特别欣赏的是,作者在讲解过程中,总是会引用一些最新的研究成果和工程实践,这让这本书的内容始终保持着前沿性。我感觉自己仿佛置身于一个最先进的机器人实验室,和顶尖的科学家们一起在思考和解决问题。这本书的逻辑结构也非常清晰,层层递进,从基础的运动学描述,到复杂的动力学建模,再到各种先进的控制算法,每一步都衔接得非常自然。我真心觉得,这本书对于任何想要深入了解机器人内在机理的人来说,都是一本不可多得的宝藏。

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这本书给我的感受就像是打开了一个潘多拉的魔盒,里面充满了各种奇妙的工程解决方案。我一直对机器人是如何“动起来”感到好奇,但又担心理论知识会过于抽象,难以掌握。《机器人动力学与控制》这本书正好满足了我的需求。它以一种非常务实的方式,系统地介绍了机器人从运动学到动力学,再到控制的完整流程。作者在讲解过程中,充分考虑到了读者的背景,用清晰的语言和丰富的图例来解释复杂的概念。我特别喜欢书中对于机器人运动学逆解的讲解,它不仅仅是给出求解公式,更是详细分析了不同逆解方法的优缺点,以及在实际应用中需要注意的问题。而且,书中对于机器人动力学模型的建立,也提供了非常详细的步骤和方法,包括如何考虑关节的摩擦、柔性等实际因素,这让我对真实世界中的机器人行为有了更深刻的理解。在控制部分,作者也循序渐进地介绍了各种控制方法,并举出了大量的例子,比如如何让机器人实现平稳的轨迹跟踪,如何应对外界的干扰等等。这本书的结构非常合理,内容安排也恰到好处,既有深度又不失广度。我感觉自己像是在跟着一位经验丰富的工程师进行一次实践性的学习,收获良多。

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阅读《机器人动力学与控制》这本书,对我来说是一次非常愉快的智力冒险。我之前对机器人领域的了解仅限于一些皮毛,更多的是对各种高科技产品的惊叹。这本书则让我有机会深入到机器人“思考”和“行动”的根本原理。作者在阐述机器人动力学时,没有使用那种干巴巴的教科书式语言,而是用一种非常讲故事的方式,将复杂的物理过程形象化。我印象最深刻的是关于机器人动力学建模的部分,书中详细讲解了如何从牛顿第二定律推导出机器人的运动方程,以及如何利用拉格朗日方程来简化推导过程。作者还特别强调了惯性、科里奥利力和离心力等对机器人运动的影响,并给出了直观的解释,让我这个非物理学专业背景的人也能轻松理解。在控制部分,书中介绍了PID控制、鲁棒控制、自适应控制等多种经典和现代的控制策略,并结合了实际的机器人控制实例进行讲解。比如,在讲解如何让机器人精确地执行抓取任务时,书中详细阐述了如何通过合适的控制算法来补偿外部扰动和自身的不确定性。这本书最大的亮点在于,它不仅仅是知识的搬运工,更是智慧的启迪者。它鼓励读者去思考,去探索,去发现机器人领域更多的可能性。我感觉自己仿佛打开了一个新世界的大门,对未来的学习和研究充满了期待。

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《机器人动力学与控制》这本书,真是一本让我爱不释手的“工具书”。我之前在学习机器人技术时,总感觉缺少一本能够系统地梳理动力学和控制原理的书籍,而这本书恰好填补了这一空白。它从最基础的机器人运动学开始,一步步深入到复杂的动力学建模和控制策略。作者的讲解非常细致,对于每一个概念的引入都做足了铺垫,让我能够很好地理解其背后的逻辑。我尤其欣赏书中对于机器人动力学建模方法的全面介绍,包括牛顿-欧拉法、拉格朗日法等,并且详细对比了它们各自的优缺点,以及在不同场景下的适用性。这让我能够根据实际需求,选择最合适的建模方法。在控制方面,书中对PID控制、李雅普诺夫稳定性理论、以及一些更高级的控制方法都有详细的介绍,并且提供了大量的仿真和实验例子,让我能够直观地看到这些控制策略在实际机器人运动中的效果。这本书的优点在于,它不仅仅是停留在理论层面,而是强调理论与实践的结合。它提供了解决实际机器人控制问题的思路和方法,对于想要将理论知识应用于实际工程中的读者来说,非常有价值。我已经把它作为我的常备参考书,遇到问题时,总能在书中找到答案。

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哇,这本书真的是让我眼前一亮!我本来就是对机器人技术非常感兴趣,但又担心会太过于理论化,枯燥乏味。然而,《机器人动力学与控制》这本书完全颠覆了我的看法。它以一种极其生动有趣的方式,将复杂的动力学原理和控制策略展现在读者面前。作者的叙述功底非常深厚,即使是像拉格朗日方程、牛顿-欧拉方法这样的硬核内容,在他笔下也变得通俗易懂。他不仅仅是罗列公式,更是深入浅出地解释了每个公式背后的物理意义和应用场景。我尤其喜欢书中那些精心设计的图示和仿真例子,它们就像是无声的老师,帮助我直观地理解了机器人运动的规律以及如何通过控制来驾驭它们。比如,在讲解关节空间和笛卡尔空间控制时,书中给出的机器人手臂运动的动画演示,让我瞬间豁然开朗。这本书的语言也非常流畅,没有那些晦涩难懂的学术术语堆砌,阅读起来就像是在听一位经验丰富的工程师在分享他的心得体会。我感觉自己不再是那个被动接受知识的学生,而是和作者一起在探索机器人的奥秘。对于我这种初学者来说,这本书简直是福音,它点燃了我对机器人学的热情,也让我对未来的学习方向有了更清晰的认识。真的,强烈推荐给所有对机器人感兴趣的朋友们!

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