机器人控制入门

机器人控制入门 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:雨宫好文[日]
出品人:
页数:171
译者:王益全
出版时间:2000-1
价格:16.50元
装帧:简裝本
isbn号码:9787030080493
丛书系列:
图书标签:
  • 机器人控制 入门
  • 计算机技术
  • 机械,儿童文学
  • 机械
  • 机器人控制
  • 机器人学
  • 控制系统
  • 嵌入式系统
  • 自动化
  • 机械工程
  • 人工智能
  • ROS
  • MATLAB
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具体描述

《图解机电一体化入门系列·机器人控制入门》对机器人的理论部分采用深入浅出的方式进行讲解。采用大量插图帮助读者理解、记忆。书中小博士的引导和体会能帮助读者思考,增加了《图解机电一体化入门系列·机器人控制入门》的趣味性。

《图解机电一体化入门系列·机器人控制入门》实用性强,可作为高校机械类专业的本、专科学生及研究生的教学参考书或教材,也适用于函授或自学,对于从事机电一体化方面的科技人员有较高的参考价值。

本套丛书系引进欧姆出版社翻译版权出版的中文版系列。基本涵盖了应用电子技术进行机械控制这一新兴学科的全部知识。内容简洁、精练、重点突出、注重基本概念和基本原理的阐述。

机械之魂:现代制造的脉搏 本书聚焦于当代工业生产的核心驱动力——先进制造技术,特别是那些塑造未来工厂面貌的关键技术体系。 在信息技术与物理世界加速融合的浪潮下,传统的“制造”概念正在被一场深刻的、以数据和自动化为核心的革命所取代。本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角,剖析驱动这场革命的各项基础理论、核心技术路径以及它们在实际工业场景中的集成应用。 第一部分:精密动力学与驱动系统的演进 本部分将详细探讨现代工业设备中执行机构的“肌肉与骨骼”。我们不关注特定的控制算法,而是将重点放在实现运动和力的物理基础之上。 1.1 高性能传动链的理论基础: 深入分析滚珠丝杠、行星齿轮箱以及谐波减速器在精密定位中的误差模型与补偿机制。讨论摩擦学在确保长期稳定性和高精度重复定位中的关键作用,尤其是在低速大扭矩输出条件下的滞后效应分析。 1.2 先进流体动力学在执行器中的应用: 聚焦于高压液压系统与伺服气动系统的设计原理。阐述比例伺服阀的动态响应特性,以及如何通过优化流体回路设计来抑制系统振荡,实现高带宽的力/位移控制。内容将涵盖湿式离合器与制动器的热力学衰减模型。 1.3 电磁驱动元件的效率与集成: 探讨永磁同步电机(PMSM)和开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM)的绕组设计与磁路优化。分析电机在不同负载率下的效率曲线,以及如何通过散热结构设计来提高功率密度,而不涉及其驱动电子学和反馈回路的细节。 第二部分:材料科学与结构刚度设计 制造系统的高效运行,离不开其物理载体的稳健性。本部分将深入探究支撑精密运动的结构件所应具备的材料属性和结构设计原则。 2.1 超轻量化与高刚性复合材料的应用: 详细解析碳纤维增强复合材料(CFRP)和芳纶蜂窝结构在机床和搬运设备横梁设计中的优势与局限。关注材料的各向异性力学性能及其对系统共振频率的影响。 2.2 隔振与阻尼技术: 探讨如何利用粘弹性材料、气垫系统以及主动隔振平台来隔离来自地基或相邻设备的外部干扰。分析系统的固有频率与工作频率的匹配问题,以及如何通过结构阻尼来快速衰减瞬态冲击。 2.3 表面工程与耐磨性: 审视先进的表面处理技术,如物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)薄膜在关键运动副(如导轨、轴承)上的应用。研究这些涂层如何显著降低摩擦系数和磨损率,延长设备全生命周期。 第三部分:数字化孪生与制造过程仿真 现代制造的决策制定正日益依赖于对物理过程的精确虚拟模拟。本部分着重于建立高保真度的数字模型,以预测和优化实际操作中的行为。 3.1 多物理场耦合仿真(MPCF): 介绍如何将热-结构-流体效应耦合起来,模拟一个复杂机械系统在长期运行中的性能漂移。例如,分析主轴温升导致的几何误差累积过程,及其对加工精度的影响。 3.2 运动学与动力学建模的精确化: 侧重于先进的逆运动学求解器在复杂多轴联动机构中的应用,以及如何将结构柔性(如连杆的微小弯曲)纳入到整体动力学模型中进行迭代修正。 3.3 离线编程与工作空间验证: 探讨基于CAD/CAM环境的碰撞检测算法和可达性分析工具。重点在于验证复杂轨迹规划的物理可行性,而非控制指令的生成本身。 第四部分:传感器技术的前沿探索(侧重于物理量采集) 精确的控制必须建立在对物理世界准确、实时感知的基础上。本部分聚焦于获取关键状态信息的物理传感器及其接口技术。 4.1 非接触式位移与形位测量: 深入分析激光干涉仪、电容式传感器在纳米级位移测量中的精度极限与环境敏感性。讨论接触式探针和非接触式视觉测量系统在三维形貌重建中的互补性。 4.2 嵌入式状态监测技术: 考察集成在设备内部的微型加速度计和应变片阵列。研究如何从原始时域信号中提取结构健康状态的特征参数,例如,通过快速傅里叶变换(FFT)分析振动谱带的变化来判断齿轮啮合质量的退化。 4.3 过程量测:压力、温度与力矩的实时反馈: 探讨高频响应的压力传感器如何用于监测注塑或铸造过程中的瞬态变化。分析扭矩传感器在负载波动下的线性化处理方法,确保反馈信号的可靠性。 本书旨在服务于对工业自动化和精密机械系统有深入兴趣的工程师、研究人员和高级技术学生,提供一个不拘泥于单一控制逻辑,而是专注于物理实现、材料科学和系统级仿真的综合性技术蓝图。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本《机器人控制入门》的书,老实说,我读完之后感觉有点摸不着头脑,尤其是对于那种想从零开始搭建自己第一个机器人控制系统的初学者来说,这本书的内容深度和广度似乎没有达到一个“入门”应有的水准。它开篇就直接跳到了复杂的数学模型和控制算法的推导,对于连电机驱动和传感器数据采集都不太清楚的新手来说,简直就是天书。比如,关于PID控制的讲解,它直接给出了复杂的传递函数和状态空间表示,却没有花足够篇幅去解释如何在实际的硬件平台上,比如Arduino或者树莓派上,用最直观的方式实现一个简单的闭环反馈。我花了大量时间去查阅其他资料,才勉强理解书里一些关键概念。更别提对于各种常用机器人平台(如机械臂、移动机器人)的硬件选型和接口配置,书里几乎是一笔带过,这对于动手能力较弱的学习者来说,无疑是一个巨大的门槛。如果这本书能更侧重于实践案例,用通俗易懂的语言把理论与实践的桥梁搭起来,哪怕牺牲一些算法的深度,对于入门者都会友好得多。我期待的是能有一本能手把手带着我从搭建电路板到编写第一个运动指令的书,但这本显然不是。

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阅读体验上,这本书的结构性稍显松散。它试图在一本书里涵盖机械动力学、运动学、控制理论、以及部分高级算法,结果就是每块内容都只是浅尝辄止。比如在讲解机械臂逆运动学(IK)时,它提到了解析法和数值法,但解析解的求解过程复杂得让人望而却步,而数值解(如雅可比迭代法)在实际应用中收敛性和效率的问题,书里并没有给出详细的讨论和对比。我读到后面感觉像是在翻阅一本大杂烩,而不是一个系统学习的路线图。一个好的入门教材应该有一个清晰的层级结构,比如:先学基础运动学,再学动力学,然后引入简单的反馈控制,最后才是高级的优化控制。这本书的章节安排似乎更倾向于学术分类,而不是学习的逻辑递进。我希望它能更专注于某一个领域,比如“移动机器人控制”,然后把这个主题讲得透彻、深入浅出,而不是试图用这种大而全的方式来搪塞读者对“入门”的期待。

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说实话,这本书的排版和文字风格有一种浓厚的学术论文既视感,读起来相当费劲。它似乎更倾向于成为一本面向研究生的参考手册,而不是面向广大爱好者和工程师的入门读物。我对其中关于非线性控制方法的介绍印象比较深刻,虽然理论上很扎实,但很多高级的自适应控制和鲁棒控制的推导过程,涉及大量的张量运算和李群理论,对于我这种主要目的是想让我的四足机器人能稳定跑起来的读者来说,显得过于“高屋建瓴”了。我更希望看到的是,作者能用一些生动的比喻或者实际的实验数据曲线来辅助讲解,而不是清一色的公式堆砌。例如,在讨论力矩限制下的轨迹规划时,书中直接给出了优化的目标函数和约束条件,但对于如何将这些数学描述转化为可执行的C++代码,并嵌入到实时操作系统(RTOS)中,却是语焉不详。这本书更像是知识点的罗列,缺乏将这些知识点串联起来、形成解决实际问题的完整流程的指导。它适合已经对控制理论有一定基础,想深入研究特定控制流派的人士,但对于“入门”二字,实在有些名不副真。

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这本书给我最大的困惑在于其内容覆盖的侧重点非常奇怪。它花了大量的篇幅去讨论一些非常前沿、但尚未完全成熟的机器人学理论,比如模糊逻辑控制在特定场景下的应用,但对于机器人系统最基础、最核心的传感器融合技术,比如卡尔曼滤波(EKF/UKF)在IMU和里程计数据融合中的实际应用案例,却只是蜻蜓点水。我尝试着根据书中的描述去搭建一个简单的导航系统,结果发现光是预处理和校准传感器数据这一步,书里就完全没有提供足够的指导。它似乎默认读者已经掌握了信号处理的基础知识和嵌入式系统开发的经验。此外,书中引用的很多参考资料都非常陈旧,对于近几年兴起的基于深度学习的强化学习控制方法,更是只字未提。在当前这个AI技术飞速发展的时代,一本机器人控制的入门书如果对现代主流的控制范式视而不见,无疑是错失了最大的价值点。这本书的“入门”标签,可能更偏向于“工业机器人控制的早期理论入门”,而不是“现代通用机器人控制入门”。

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让我感到比较沮丧的是这本书中对代码和软件工具链的“轻视”。现代机器人控制,百分之八十的工作量都在于软件实现和调试,但这本书似乎完全生活在纯数学的世界里。它没有提供任何关于ROS(机器人操作系统)的实际操作指南,也没有提供任何配套的MATLAB或Python的仿真代码示例。当我们学完一个复杂的滑模控制算法后,最想知道的就是如何把它转化为可以在Gazebo环境中运行的节点。这本书在这方面的缺失,使得理论和实践之间存在一道巨大的鸿沟。我不得不花费大量时间去网上搜寻开源代码,试图对照书本上的公式去理解别人的实现,这种学习效率是非常低下的。对于一本声称是“入门”的书籍来说,提供可运行的代码和清晰的仿真环境搭建步骤,应该是最基本的诚意。这本书的价值更多地体现在其理论的严谨性上,但对于迫切需要动手实践的读者而言,它提供的帮助实在太有限了,更像是一本理论教科书的精简版,而不是一本能让人快速上手项目的工具书。

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100多页的小书把控制论的所有概念和重要思想讲得清清楚楚。也是第一次发现拉普拉斯变换的意义可以一段话讲明白。真不明白那些故意把书写得让人不明所以的中国教授都在想些什么。

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100多页的小书把控制论的所有概念和重要思想讲得清清楚楚。也是第一次发现拉普拉斯变换的意义可以一段话讲明白。真不明白那些故意把书写得让人不明所以的中国教授都在想些什么。

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