Robot Control pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Institute of Electrical & Electronics Enginee

作者:Mark W. Spong

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1992-08

价格:USD 89.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780780304048

丛书系列:

图书标签:

• 机器人控制
• 机器人学
• 控制系统
• 自动化
• 嵌入式系统
• 路径规划
• 运动学
• 动力学
• 传感器
• 人工智能

《机械之舞：自动化系统的艺术与科学》 书籍简介 《机械之舞：自动化系统的艺术与科学》深入探讨了当代工程领域中最引人入胜且至关重要的一个分支——复杂系统的设计、实现与优化。本书并非专注于单一的控制技术或应用领域，而是提供了一个宏大且精微的视角，审视驱动现代工业、交通、医疗乃至日常生活的自动化基石。 本书的结构围绕自动化系统的核心挑战展开：如何使一个物理实体（无论是机械臂、无人机还是生产线）能够依据环境变化做出实时、精确且鲁棒的响应。我们从最基础的数学模型和系统动力学出发，为读者构建起理解高级控制理论的坚实地基。 第一部分：基础架构与建模的艺术 本卷首先聚焦于如何将一个现实世界的问题抽象为一个可解的数学模型。我们详细解析了状态空间表示法、传递函数分析，以及非线性系统的描述方法。重点在于系统辨识技术，探讨了如何通过实验数据精确地刻画一个未知系统的动态特性。这不仅仅是理论推导，更是工程实践的基石。我们将展示如何利用拉普拉斯变换和傅里叶分析来理解系统的频率响应特性，识别潜在的不稳定因素。 此外，本书对传感器和执行器的作用进行了深入剖析。传感器技术的前沿进展，如高精度光电编码器、力矩传感器和先进视觉系统的集成，如何影响控制回路的带宽和精度，是本部分讨论的重点。同时，执行器——无论是伺服电机、液压系统还是气动装置——的非线性特性和饱和效应，如何反作用于控制器设计，也被细致地分解和讨论。 第二部分：经典控制的精炼与突破 在建立了系统的数学模型后，本书转向了经典控制理论的深入应用。PID控制器作为自动化领域的主力军，其理论基础、参数整定（如Ziegler-Nichols法及其现代改进）以及在不同时间尺度上的适用性被详尽阐述。我们将探讨如何超越传统的固定增益结构，引入自适应和前馈补偿机制，以应对系统参数随时间变化的挑战。 本部分还涵盖了李雅普诺夫稳定性理论在现代控制系统分析中的关键作用。我们不仅教授如何应用这些理论来证明系统的稳定性，更侧重于如何利用这些工具来设计具有特定性能指标（如超调量、建立时间）的控制器。对根轨迹和波特图的深入解读，帮助工程师直观地把握系统性能与反馈结构之间的权衡。 第三部分：现代控制理论的深化与前沿 现代控制理论是本书的核心高地，本部分详细阐述了如何利用先进的数学工具来解决多输入多输出（MIMO）系统的复杂耦合问题。线性二次高斯（LQG）控制器的设计，融合了状态估计（卡尔曼滤波）与最优状态反馈，为处理随机噪声环境下的精确控制提供了强大的框架。 我们对模型预测控制（MPC）的原理进行了详尽的介绍。MPC作为一种前瞻性的控制策略，其约束处理能力和优化基础使其在化工过程、复杂机械臂运动规划中占据核心地位。本书将通过实例展示如何构建一个高效的优化问题求解器，以实现实时MPC的工业化应用。 第四部分：鲁棒性与不确定性下的控制 现实世界的系统充满了不确定性——模型误差、外部干扰和环境变化。本书投入大量篇幅讨论如何设计“坚固”的控制器。 $mathcal{H}_{infty}$ 控制理论作为处理不确定性和抑制外部干扰的强有力工具，其设计流程和对系统传递函数的限制性要求被清晰地展示出来。读者将学习如何量化和最小化模型误差对闭环性能的影响。 此外，关于鲁棒反馈设计的讨论，包括 $mu$ 分析和结构化奇异值（Structured Singular Value），将引导读者超越标准的最小乘积误差，进入更严格的鲁棒性能验证领域。 第五部分：智能决策与计算控制 随着计算能力的飞跃，自动化系统正越来越多地融入智能元素。《机械之舞》也展望了计算控制的前沿。我们探讨了基于模型的强化学习方法（Model-Based Reinforcement Learning）如何用于解决传统优化方法难以处理的、具有高度非线性和大规模状态空间的控制问题。 本书还分析了离散事件系统（DES）的建模与控制，这对于描述需要逻辑决策的自动化流程至关重要。利用混合系统理论，我们可以统一连续的物理动态与离散的逻辑状态，为设计复杂的调度和故障诊断系统奠定理论基础。 本书特色 本书的特点在于其深度与广度的完美结合。它不仅涵盖了控制工程的经典理论，更紧密联系了当前工业界和学术界最关注的鲁棒性、优化和智能决策问题。所有理论推导都辅以丰富的工程案例和仿真示例，旨在培养读者从“会用”到“精通”的转变，使其能够独立设计、分析并实现高性能的自动化解决方案。它面向的是对系统动态性、反馈机制和精确控制有着深刻追求的工程师、研究人员和高年级学生。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本《Robot Control》真是让我惊喜连连，虽然我对机器人控制领域接触不多，但这本书用一种非常引人入胜的方式，将原本可能枯燥的技术概念，描绘得生动有趣。作者在开篇就为我勾勒了一个宏大的机器人发展图景，让我对这个行业的未来充满了无限遐想。书中并没有直接深入到复杂的控制算法，而是从最基础的机器人硬件构成、传感器的工作原理以及它们之间如何协同合作开始讲起。我尤其喜欢其中关于“触觉反馈”的章节，作者通过生动的比喻，将那些抽象的电信号转化为我能理解的物理感受，仿佛我真的能通过机器人的“手指”去感知物体的纹理和硬度。此外，书中还穿插了一些机器人发展史上的里程碑事件，以及那些默默奉献的科学家们的故事，这让这本书不仅仅是一本技术读物，更是一部充满人文关怀的史诗。它激发了我对机器人领域的好奇心，让我迫不及待地想去了解更多关于机器人如何“思考”和“行动”的奥秘，即使它还没有深入到控制的细节，但它的启发性已足够让我跃跃欲试，想要深入探索这个充满未来感的领域。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，《Robot Control》这本书在某些方面真的让我大失所望，尤其是当我期待它能提供一些前沿的控制理论和实践指导时。书中花了大量的篇幅去介绍一些基础的概念，比如PID控制器的原理，这对于已经有所了解的读者来说，未免有些过于冗长和重复。我本希望看到更多关于机器学习在机器人控制中的应用，或者是一些复杂的动态系统建模的技术细节，但这些内容要么被一带而过，要么就只是蜻蜓点水般地提及。很多时候，我感觉作者的讲解方式有些刻板，缺少一些灵活性和深度。例如，在讨论轨迹规划的部分，书中的例子都比较简单，没有涉及到实际工业生产中可能遇到的复杂场景，比如动态障碍物的避让，或者多机器人协同作业的挑战。这让我觉得，这本书可能更适合完全没有接触过机器人控制的初学者，但对于有一定基础的我来说，它提供的信息量和技术含量都显得有些不足，难以满足我对更深入、更专业知识的渴求，让我不得不去寻找其他更具挑战性的读物来弥补这份遗憾。

评分☆☆☆☆☆

《Robot Control》这本书的出版，无疑填补了市场上的一个空白，它以一种独特的方式，将机器人控制领域的“艺术”与“科学”相结合，呈现给读者。我尤其欣赏作者在书中对“美学”在机器人设计中的作用的强调。例如，书中提到了机器人流畅的运动轨迹、优雅的外形设计，以及它们如何通过自身的“肢体语言”来传达信息，这些都让我意识到，一个优秀的机器人控制系统，不仅仅是功能的实现，更是一种对用户体验的极致追求。书中还穿插了一些创意十足的机器人应用案例，比如能够绘制抽象画的机器人，或者能够创作音乐的机器人，这些都让我看到了机器人无限的创造潜力。作者并没有将这些内容描述得高高在上，而是用一种非常平实易懂的语言，将那些复杂的原理和前沿的技术，变得触手可及。这让我觉得，机器人控制并非只属于少数的精英，而是与我们每个人息息相关，并且充满了无限的可能性，它在我心中种下了一颗关于未来科技的种子。

评分☆☆☆☆☆

阅读《Robot Control》的过程，对我来说，更像是在体验一场思想的盛宴。它不仅仅是一本关于技术书籍，更是一次对机器人哲学层面的深刻反思。作者在书中并没有急于告诉我们如何编写复杂的代码，而是引导我们去思考“机器人应该是什么样的？”、“它们将如何改变我们的生活？”、“我们与机器人之间应该建立何种关系？”等等一系列更根本的问题。我印象最深的是关于“自主性”的讨论，书中并没有简单地将自主性等同于“独立决策”，而是将其分解为感知、认知、决策和执行等多个维度，并探讨了在不同场景下，机器人自主性的边界在哪里。这种深入的哲学思考，让我在阅读技术内容的同时，也能感受到一种宏大的视野和深刻的洞见。书中还涉及了一些伦理和社会影响的讨论，这让我认识到，机器人控制不仅仅是技术问题，更是关乎社会进步和人类未来的重要议题。虽然这本书的篇幅并不算长，但它所蕴含的思想深度和广度，足以让我反复咀嚼，并且在未来的工作中不断回味和借鉴。

评分☆☆☆☆☆

《Robot Control》这本书给我带来的最大收获，莫过于它那清晰而逻辑严谨的结构。从开篇对机器人技术演进的宏观梳理，到中段对不同类型机器人（如工业机器人、服务机器人、无人机等）的特性分析，再到结尾对未来发展趋势的展望，整个叙事脉络一气呵成，让人能够轻松地跟随作者的思路进行阅读。我特别欣赏书中对于“人机交互”的探讨，作者并没有将机器人仅仅视为冰冷的机器，而是强调了它们在与人类协作时的重要性。书中对一些用户界面设计的原则和多模态交互的设想，为我打开了新的思路，让我意识到一个优秀的机器人控制系统，不仅仅要实现精确的运动，更要能够与人建立起顺畅、直观的沟通。此外，作者在书中引用了大量的研究案例和行业报告，这使得书中的观点更具说服力，也为我提供了进一步研究的宝贵参考。虽然它可能没有深入到某个特定控制算法的极致细节，但其在广度和前瞻性方面的表现，无疑使其成为一本值得细细品读的著作，它在概念层面上给予我的启迪，远比一些细节上的罗列更为珍贵。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆