起重機器人是生產制造、物流、建筑等國家重點產業的核心裝備之一，在貨物搬運、設備裝配等領域發揮著重要作用，極大地提高了生產效率與經濟效益。相比于平移式起重機器人，旋轉式起重機器人增加了吊臂旋轉/俯仰運動等功能，靈活性更高、可操作性更強且可達空間更廣。然而，三維轉動往往存在離心力與摩擦，系統具有更為復雜的動態特性與耦合關系，易引發不可驅動負載大幅擺動與定位誤差，加之實際應用中參數/結構變化、驅動器飽和、外部擾動等，系統控制難度進一步增加。此外，隨著吊運需求與環境日益復雜，亟須驅動多起重機器人協作完成搬運裝配作業。
2020年，教育部"青年長江學者"， 2021年，IEEE 杰出論文獎
目錄
>前言
>第一部分 緒論
>第1章 研究現狀與主要內容 3
>1.1 研究背景 3
>1.2 欠驅動機器人研究現狀5
>1.2.1 省去部分執行機構的欠驅動系統 5
>1.2.2 具有非完整約束的欠驅動系統 .7
>1.2.3 基準欠驅動系統 9
>1.2.4 一類欠驅動系統 10
>1.3 欠驅動起重機器人研究現狀 11
>1.3.1 平移式起重機器人控制方法設計與分析 13
>1.3.2 旋轉式起重機器人控制方法設計與分析 15
>1.3.3 旋轉式起重機器人研究現狀分析與挑戰 17
>1.4 本書主要研究內容 19
>第二部分 塔式起重機器人智能控制
>第2章 塔式起重機自適應消擺與積分定位控制 29
>2.1 問題描述 29
>2.2 控制器設計及穩定性分析 32
>2.3 實驗結果與分析 39
>2.4 本章小結 43
>第3章 基于狀態觀測器與摩擦補償的塔式起重機飽和輸出反饋控制 44
>3.1 問題描述 44
>3.2 控制器設計及穩定性分析 45
>3.3 實驗結果與分析 54
>3.4 本章小結 61
第4章 有限時間收斂非線性塔式起重機器人滑模跟蹤控制 62
>4.1 問題描述 62
>4.2 控制器設計與穩定性分析 63
>4.3 實驗結果與分析 71
>4.4 本章小結 74
>第5章 基于參數估計的變繩長塔式起重機的輸出反饋控制 75
>5.1 問題描述 75
>5.2 控制設計及穩定性分析.78
>5.3 實驗結果與分析 86
>5.4 本章小結 91
>第6章 五自由度塔式起重機多目標最優軌跡規劃 93
>6.1 問題描述 93
>6.2 考慮狀態約束的多目標最優軌跡規劃 95
>6.3 實驗結果與分析 103
>6.4 本章小結 110
>第三部分 桅桿式起重機器人智能控制
>第7章 三維桅桿式起重機最優軌跡規劃與運動控制 115
>7.1 問題描述 115
>7.2 基于非線性動態的最優軌跡規劃 118
>7.3 實驗結果與分析 123
>7.4 本章小結 128
>第8章 考慮運動約束的三維桅桿式起重機非線性運動控制 129
>8.1 問題描述 129
>8.2 控制器設計及穩定性分析 131
>8.3 實驗結果與分析 137
>8.4 本章小結 141
>第9章 四自由度桅桿式起重機自適應動態估計與消擺控制 142
>9.1 問題描述 142
>9.2 控制器設計及穩定性分析 143
>9.3 實驗結果與分析 150
>9.4 本章小結 154
第四部分 雙桅桿式起重機器人智能控制
>第10章 面向雙桅桿式起重機的時變輸入整形控制 161
>10.1 問題描述 161
>10.2 輸入整形器設計及分析 164
>10.2.1 模型分析 164
>10.2.2 極不靈敏型輸入整形器 167
>10.3 實驗結果與分析 168
>10.4 本章小結 174
>第11章 考慮驅動器飽和約束的輸出反饋控制 176
>11.1 問題描述 176
>11.2 控制器設計及穩定性分析 182
>11.3 實驗結果與分析 189
>11.4 本章小結 195
>第12章 抑制吊臂運動超調的自適應積分控制 196
>12.1 問題描述 196
>12.2 控制器設計與穩定性分析 197
>12.3 實驗結果與分析 206
>12.4 本章小結 211
>第13章 考慮參數不確定性的自適應滑模軌跡跟蹤控制 212
>13.1 問題描述 212
>13.2 控制器設計及穩定性分析 214
>13.3 實驗結果與分析 224
>13.4 本章小結 229
>第五部分 本書總結
>第14章 工作總結及展望 233
>14.1 本書工作總結 233
>14.2 后續工作展望 235
>參考文獻 236
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