具体描述
《机器人机构自由度分析理论》系统地论述了机器人机构自由度分析的理论和方法，主要内容包括：运用实例指出依据构件个数和运动副约束个数简单代数求和原理的机构自由度计算方法，以及计算结果常与机构实际不相一致的五个基本根源及其解决的必要条件；通过研究运动链的终端约束与运动，建立机器人末端执行器自由度的分析理论；在研究了机器人可达工作空间及其在工作空间内的奇异性和运动静力后，提出了分析机器人机构配置自由度的基本思路和方法；在应用方面，通过空间可展结构和自由度分析理论在双足仿人机器人、汽车悬架、多自由度实验台等的综合实例论述了该理论体系在创新设计中的重要意义。《机器人机构自由度分析理论》可作为机械设计与自动化专业的教师、研究生和高年级本科生的教学参考书，也可供相关领域的工程技术人员提高创新设计能力之用。
好的，这是一份关于一本关于机器人机构自由度分析的图书的简介，内容专注于其他相关但又不包含您指定书籍主题的领域。 --- 图书简介：现代精密机械设计中的动态特性与控制策略 本书聚焦于复杂机械系统在实际运行环境下的性能优化与可靠性提升，深入探讨了从理论建模到实际应用中的关键技术挑战。 随着工业自动化和高精度制造技术的飞速发展，对机械系统的动态性能要求日益严苛。本书旨在为机械工程师、高级技术人员以及相关领域的研究人员提供一套全面的理论框架和实用的工程方法，以应对现代精密机械设计中的复杂动态问题。 第一部分：系统建模与识别 本书首先建立了一套严谨的数学工具集，用以描述和分析多自由度机械系统的运动学和动力学行为。不同于传统的刚体动力学分析，本部分重点关注系统中的柔性、摩擦与间隙等非线性因素对整体性能的影响。 柔性体动力学与模态分析： 现代高速、轻量化结构中，构件的弹性变形不容忽视。我们将详细介绍如何采用有限元法（FEM）与模态理论相结合，建立包含结构柔性的高维动力学模型。内容涵盖特征值求解、模态叠加法在非线性系统中的应用，以及如何通过实验模态分析（EMA）验证和修正数值模型。我们将深入剖析应变能、阻尼特性对系统动态响应的影响机制，特别是在高频振动下的能量耗散规律。 摩擦、间隙与冲击建模： 在实际机械装配中，摩擦和间隙是不可避免的。本书将系统性地梳理不同摩擦模型（如库仑摩擦、Stribeck效应、黏滞摩擦）在数值仿真中的实现细节。针对间隙问题，我们引入了接触非线性理论，探讨如何运用分段函数或数值方法处理碰撞与冲击瞬间的能量传递，这对伺服系统的稳定性和定位精度至关重要。 系统辨识与参数估计： 理论模型与实际系统之间总存在误差。本部分详细介绍了基于实验数据的系统辨识方法。内容包括时域（如最小二乘法、子空间辨识）和频域（如频率响应函数识别）的参数估计技术。重点阐述了如何设计激励信号以最大化信息获取，并评估参数估计的不确定性，确保模型具有足够的工程可靠性。 第二部分：先进控制理论与鲁棒性设计 在精确的动力学模型基础上，本书转向了先进的控制策略设计，以实现对复杂系统的高性能控制。目标在于设计出既能快速响应又能有效抑制外界干扰和内部不确定性的控制器。 非线性控制技术： 传统线性控制（如PID）在应对大幅度、多工作点变化的非线性系统时表现不足。本书深入剖析了滑模控制（SMC）、反馈线性化、以及基于Lyapunov函数的稳定性分析与设计方法。特别关注于如何利用这些技术来克服机械系统中的固有非线性，例如利用SMC的抖振抑制技术来保证控制精度。 最优控制与模型预测控制（MPC）： 针对涉及多变量耦合和复杂约束的系统（如协作机器人或高速机床），本书详细介绍了LQR最优控制的设计流程。随后，重点讲解了MPC的原理、滚动时域优化以及在约束满足方面的挑战与对策。我们将通过实例展示MPC如何实时处理系统动态约束和输入限制，从而实现全局最优操作。 自适应与鲁棒控制： 面对系统参数随时间漂移或环境变化（如温度、负载变化）的情况，自适应控制成为必需。本书介绍了基于参考模型（MRAC）和基于参数估计的自适应控制结构。此外，H-无穷（H-infinity）控制理论被引入，用以设计对模型不确定性具有强鲁棒性的控制器，确保系统在复杂工况下的稳定性裕度。 第三部分：精密运动控制与系统集成 最后，本书将理论与实践紧密结合，探讨了在高速高精度运动控制中需要关注的工程细节。 高精度定位与误差补偿： 探讨了如何通过误差源分析来量化机械误差（如几何误差、热误差、安装误差）。重点介绍了误差补偿技术，包括前馈控制、闭环补偿与离线误差建模的结合。内容覆盖了如何利用激光跟踪仪等精密测量设备获取实时误差数据，并将其有效地融入控制回路。 振动抑制与主动隔振： 针对机床或测量设备对环境振动的敏感性，本书详细介绍了主动隔振系统（Active Vibration Isolation, AVI）的设计原理。内容包括传感器选择、惯性驱动器的工作原理，以及如何设计高带宽的控制器来实现对低频和宽频振动的有效抑制。 多轴系统的时间同步与协调控制： 在复杂多轴联动系统中，时间延迟和同步误差是影响系统性能的主要因素。本书讨论了时间触发控制（TTC）架构以及如何在分布式控制网络中保证数据通信的确定性，确保多轴间的精确插补和轨迹跟踪。 本书特色： 理论深度与工程实践的平衡： 每个理论章节后都附有详细的仿真案例和工程实现要点。 丰富的数学工具箱： 提供了Matlab/Simulink环境下实现先进控制算法的模块化代码示例。 聚焦非线性与不确定性： 强调了在实际复杂系统中处理非线性和参数不确定性的关键技术。 本书是所有致力于提升精密机械系统性能，从根本上解决复杂动态控制难题的工程师和研究人员的宝贵参考资料。 ---
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