本書面向機(jī)器人工程專業(yè)教學(xué)需求，結(jié)合電機(jī)拖動及自動控制相關(guān)內(nèi)容，介紹機(jī)器人運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)控制的基礎(chǔ)知識，主要包括緒論、機(jī)器人運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)模型、機(jī)器人關(guān)節(jié)傳動系統(tǒng)、機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動與控制、機(jī)器人軌跡規(guī)劃與控制、機(jī)器人非線性動力學(xué)控制、機(jī)器人力控制及力位柔順控制等內(nèi)容，旨在使學(xué)生掌握機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本原理和相關(guān)知識，形成并建立對機(jī)器人這一類特殊控制對象的系統(tǒng)性概念，為深入學(xué)習(xí)機(jī)器人高級智能控制奠定必要的理論基礎(chǔ)。 本書既可作為高等院校機(jī)器人工程專業(yè)及其他相關(guān)交叉專業(yè)本科生的教材，也可供研究生及工程技術(shù)人員參考。
房立金，男，1965年3月出生，東北大學(xué)機(jī)器人科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士研究生導(dǎo)師，長期從事機(jī)器人及機(jī)電一體化系統(tǒng)及其控制方面的基礎(chǔ)理論研究、高技術(shù)攻關(guān)及應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工作。主持國家級項(xiàng)目4項(xiàng)，主持省部級項(xiàng)目3項(xiàng)：作為主要參加人員或控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)人參與多項(xiàng)國家級科研課題研究工作。獲中科院自然科學(xué)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)（排名5）、遼寧省發(fā)明二等獎(jiǎng)2項(xiàng)（排名2）、國防科技三等獎(jiǎng)1項(xiàng)（排名3）、沈陽市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)（排名2），解放軍總參二等獎(jiǎng)1項(xiàng)（排名9）。以第一設(shè)計(jì)人獲授權(quán)發(fā)明專利31項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇。
第0章 緒論 1
0.1 機(jī)器人的概念及其發(fā)展歷程 1
0.2 機(jī)器人的組成與結(jié)構(gòu) 4
0.3 機(jī)器人與傳統(tǒng)機(jī)械的關(guān)系 5
0.4 機(jī)器人的感知、驅(qū)動與控制 7
0.5 人、機(jī)器人與環(huán)境 8
第1章 機(jī)器人運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)模型 10
1.1 機(jī)器人位姿求解 10
1.2 機(jī)器人速度分析 13
1.3 機(jī)器人靜力分析 18
1.4 轉(zhuǎn)動慣量及慣性張量 20
1.5 機(jī)器人動力學(xué)建模方法 23
1.6 機(jī)械臂動力學(xué)模型 27
1.7 兩連桿平面機(jī)械臂的動力學(xué)建模 32
1.8 帶平行四邊形機(jī)構(gòu)的機(jī)械臂 36
思考題與習(xí)題 42
第2章 機(jī)器人關(guān)節(jié)傳動系統(tǒng) 45
2.1 機(jī)器人關(guān)節(jié)傳動系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu) 46
2.2 關(guān)節(jié)傳動參數(shù)計(jì)算 48
2.3 負(fù)載 50
2.4 運(yùn)動精度 53
2.5 機(jī)器人驅(qū)動電機(jī) 56
2.6 機(jī)器人關(guān)節(jié)傳感器 69
2.7 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制系統(tǒng) 73
2.8 電機(jī)傳動系統(tǒng)的效率 74
2.9 多電機(jī)共軸驅(qū)動系統(tǒng) 75
2.10 并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)器人 76
思考題與習(xí)題 78
第3章 機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動與控制 80
3.1 閉環(huán)反饋控制 80
3.2 一階系統(tǒng) 83
3.3 二階系統(tǒng) 85
3.4 典型希望特性系統(tǒng) 88
3.5 PID控制方法 90
3.6 直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的伺服控制 95
3.7 機(jī)器人單關(guān)節(jié)軌跡控制 102
3.8 前饋控制 103
3.9 考慮關(guān)節(jié)柔性的控制 104
思考題與習(xí)題 108
第4章 機(jī)器人軌跡規(guī)劃與控制 109
4.1 機(jī)械臂關(guān)節(jié)空間與笛卡兒空間的運(yùn)動變換 110
4.2 機(jī)械臂通過系列路徑點(diǎn)的運(yùn)動 112
4.3 機(jī)械臂笛卡兒空間軌跡規(guī)劃 117
4.4 機(jī)器人示教及離線編程 124
4.5 數(shù)控機(jī)床軌跡插補(bǔ)控制 127
4.6 機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 130
4.7 基于單關(guān)節(jié)伺服的機(jī)器人軌跡控制 134
4.8 多電機(jī)共軸驅(qū)動系統(tǒng)的控制 137
4.9 視覺伺服 141
思考題與習(xí)題 146
第5章 機(jī)器人非線性動力學(xué)控制 147
5.1 質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)的模型 147
5.2 電機(jī)系統(tǒng)的動力學(xué)模型 148
5.3 剛度模型 149
5.4 雙質(zhì)量模型 151
5.5 基于狀態(tài)空間的控制模型 152
5.6 李雅普諾夫穩(wěn)定性 158
5.7 質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)的PD控制 161
5.8 基于控制律分解的控制方法 163
5.9 跟蹤系統(tǒng)的PD控制方法 164
5.10 干擾的抑制作用 165
5.11 非線性系統(tǒng)的PD控制方法 167
5.12 基于控制律分解的機(jī)器人PD控制 169
5.13 反饋線性化及逆動力學(xué)控制 172
5.14 自適應(yīng)控制 174
5.15 魯棒控制 178
思考題與習(xí)題 180
第6章 機(jī)器人力控制及力位柔順控制 181
6.1 質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)的力控制 181
6.2 自然約束與人工約束 184
6.3 機(jī)器人力位混合控制 187
6.4 柔性環(huán)境模型 189
6.5 柔性環(huán)境中的力控制 192
6.6 柔性環(huán)境中的力位混合控制 195
6.7 機(jī)器人阻抗/導(dǎo)納控制 202
6.8 實(shí)際機(jī)器人的力位柔順控制問題 206
6.9 機(jī)器學(xué)習(xí)方法與機(jī)器人動力學(xué)控制 208
思考題與習(xí)題 210
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