移動機器人系統(tǒng)是一種能在復(fù)雜環(huán)境下工作，具備自行組織、自主運行、自主規(guī)劃能力的智能機器人系統(tǒng)，其融合了計算機技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)和機器人技術(shù)等。
本書以移動機器人系統(tǒng)為核心，從不同角度分別論述了移動機器人的基礎(chǔ)建模與控制理論、移動機器人系統(tǒng)的機械設(shè)計與系統(tǒng)開發(fā)，以及移動機器人系統(tǒng)的案例分析與研究實踐等內(nèi)容。通過理論分析、系統(tǒng)設(shè)計與實踐開發(fā)相結(jié)合的方式，系統(tǒng)性地闡述了移動機器人系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
本書將理論與實踐緊密結(jié)合，內(nèi)容深入淺出，具有較強的實踐應(yīng)用性。本書可為移動機器人系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域的研究與技術(shù)人員提供豐富的建模理論、設(shè)計方法與分析案例，也可作為機械電子工程類相關(guān)專業(yè)的高年級本科生與研究生的教學(xué)參考書。
理論篇 移動機器人基礎(chǔ)理論001
第1章 機器人運動建模002
1.1 旋轉(zhuǎn)矩陣002
1.2 歐拉角006
1.3 移動機器人運動學(xué)模型009
1.4 移動機器人動力學(xué)模型010
第2章 線性系統(tǒng)狀態(tài)控制011
2.1 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型011
2.2 非線性系統(tǒng)的線性化013
2.3 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析015
2.4 線性系統(tǒng)的狀態(tài)反饋017
第3章 機器人控制器設(shè)計019
3.1 控制器極點配置019
3.2 線性系統(tǒng)的可控性022
3.3 線性系統(tǒng)的可觀測性023
3.4 線性系統(tǒng)的控制器設(shè)計025
第4章 典型移動機器人建模與反饋控制027
4.1 PID 控制器027
4.2 雙輪車建模與控制031
4.2.1 一階模型與控制031
4.2.2 二階模型與控制032
4.3 履帶車重心偏移運動學(xué)與動力學(xué)建模034
4.3.1 履帶車運動學(xué)模型建立034
4.3.2 履帶車動力學(xué)模型建立039
4.4 三輪車建模與控制044
4.4.1 速度與轉(zhuǎn)向控制044
4.4.2 位置控制046
第5章 機器人的無模型控制048
5.1 無人車的無模型控制048
5.1.1 方向和速度的比例控制器048
5.1.2 方向的比例- 微分控制器050
5.2 履帶車的無模型控制051
5.2.1 基于反步法運動學(xué)控制器設(shè)計051
5.2.2 基于模糊控制的滑模控制器設(shè)計053
5.3 雪橇車的無模型控制055
5.3.1 軌跡驅(qū)動控制056
5.3.2 最大推力控制057
應(yīng)用篇 移動機器人系統(tǒng)設(shè)計059
第6章 移動底盤機械系統(tǒng)設(shè)計060
6.1 移動底盤分類及運動特點060
6.2 底盤懸架設(shè)計064
6.3 底盤動力設(shè)計065
6.4 底盤通用性設(shè)計067
6.5 輪履可重構(gòu)底盤設(shè)計069
6.6 輪腿可重構(gòu)底盤設(shè)計071
第7章 操作執(zhí)行裝置系統(tǒng)設(shè)計074
7.1 機械臂裝置系統(tǒng)設(shè)計074
7.2 機械臂裝置的控制079
7.3 仿生軟體抓持裝置的設(shè)計085
7.3.1 徑縮型封閉環(huán)軟體抓持裝置086
7.3.2 軸縮型封閉環(huán)軟體抓持092
第8章 移動機器人常用驅(qū)動電機097
8.1 直流電機097
8.2 步進電機101
8.2.1 步進電機的基本原理102
8.2.2 步進電機的控制104
8.2.3 步進電機的基本特性與應(yīng)用106
8.3 伺服電機110
8.3.1 直流伺服電機111
8.3.2 交流同步伺服電機116
8.3.3 伺服電機的控制應(yīng)用119
8.3.4 伺服電機控制算法120
8.3.5 伺服電機的選擇123
第9章 移動機器人傳感檢測系統(tǒng)126
9.1 位置檢測傳感器原理及應(yīng)用126
9.1.1 里程計傳感器原理與應(yīng)用126
9.1.2 定位傳感器原理及應(yīng)用127
9.2 姿態(tài)檢測傳感器選型及應(yīng)用127
9.3 姿態(tài)檢測傳感器原理及應(yīng)用130
9.3.1 線位移檢測傳感器130
9.3.2 角位移檢測傳感器132
第10章 移動機器人通信系統(tǒng)136
10.1 機器人藍牙通信136
10.2 機器人無線通信138
10.2.1 WiFi 通信139
10.2.2 機器人局域網(wǎng)通信140
10.3 機器人NRF 通信140
10.4 機器人ZigBee 通信146
實踐篇 移動機器人案例分析149
第11章 輪式全向移動機器人系統(tǒng)分析150
11.1 輪式全向移動機器人底盤系統(tǒng)分析150
11.2 輪式全向底盤運動控制151
11.3 輪式全向機器人軌跡控制153
第12章 仿生步行機器人系統(tǒng)分析159
12.1 仿生步行機器人系統(tǒng)構(gòu)建159
12.1.1 多足機器人結(jié)構(gòu)分析159
12.1.2 多足機器人的發(fā)展現(xiàn)狀163
12.2 仿生多足機器人行為控制168
12.3 仿生多足機器人步態(tài)規(guī)劃173
12.4 仿人形機器人行為控制177
第13章 消防救援機器人系統(tǒng)設(shè)計與分析180
13.1 創(chuàng)新設(shè)計智能消防滅火機器人180
13.2 高效安全救援執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計分析187
13.3 現(xiàn)實環(huán)境下消防救援機器人系統(tǒng)測試與評估190
參考文獻196
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