●目錄Robot Modeling and Control譯者序前言第1章導論111機器人的數學模型2111機器人的符號表示2112位形空間3113狀態空間3114工作空間312機器人作為一種機械裝置4121機器人機械臂的分類4122機器人繫統5123精度和重復精度5124手腕和末端執行器613常見的運動學配置7131關節型機械臂(RRR)7132球坐標機械臂(RRP)7133SCARA型機械臂(RRP)8134圓柱型機械臂(RPP)8135笛卡兒型機械臂(PPP)9136並聯機械臂914本書概要10習題14附注與參考15第2章剛性運動和齊次變換1821位置的表示方法1822旋轉的表示方法19221平面內的旋轉19222三維空間內的旋轉2123旋轉變換22231相似變換2424旋轉的疊加25241相對於當前坐標繫的旋轉25242相對於固定坐標繫的旋轉26243旋轉變換的疊加定律2625旋轉的參數化27251歐拉角27252滾動角、俯仰角和偏航角29253轉軸/角度表示2926剛性運動3127齊次變換3228本章總結33習題34附注與參考37第3章正運動學和逆運動學3831運動鏈3832DenavitHartenberg約定39321存在和專享性問題40322坐標繫的配置42323實例4333逆運動學49331一般的逆運動學問題49332運動解耦50333逆向位置：一種幾何方法51334關節型位形52335球坐標型位形54336逆向姿態5534本章總結57習題58附注與參考60第4章速度運動學——雅可比矩陣6141角速度：固定轉軸情形6142反對稱矩陣62421反對稱矩陣的性質63422旋轉矩陣的導數6343角速度：一般情況6444角速度求和6545移動坐標繫上點的線速度6646雅可比矩陣的推導67461角速度67462線速度68463線速度和角速度雅可比矩陣的疊加6947工具速度7148分析雅可比矩陣7249奇點73491奇點解耦74492手腕奇點75493手臂奇點75410靜態力/力矩關繫77411逆速度和加速度78412可操作性79413本章總結81習題82附注與參考84第5章路徑和軌跡規劃8551位形空間8552基於勢場的路徑規劃88521引力場88522斥力場90523將工作空間力映射到關節力矩91524梯度下降規劃9353逃離局部最小值9454概率路線圖方法95541位形空間內的采樣96542連接位形對96543增強97544路徑光滑化9755軌跡規劃97551點到點運動的軌跡98552通過中間點確定的軌跡10356本章總結105習題106附注與參考106第6章獨立關節控制10861驅動器的動力學10962獨立關節模型11063設定點跟蹤111631比例微分補償控制器111632比例積分微分補償控制器113633飽和與柔性的影響11464前饋控制11565傳動繫統的動力學11666狀態空間設計119661狀態反饋控制120662觀測器12167本章總結123習題124附注與參考126第7章動力學12771歐拉拉格朗日方程127711動機127712完整約束和虛功129713達朗貝爾原理13172動能和勢能133721慣性張量133722n連杆機器人的動能134723n連杆機器人的勢能13573運動方程13574一些常見位形13675機器人動力學方程的性質142751反對稱性和無源性143752慣性矩陣的界限144753參數的線性化14476牛頓歐拉方法145761重溫平面肘型機械臂14977本章總結151習題153附注與參考154第8章多變量控制15581重溫PD控制155811關節柔性的影響15782逆動力學158821關節空間內的逆動力學158822任務空間內的逆動力學16083魯棒和自適應運動控制161831魯棒逆運動學161832自適應逆運動學16484基於無源性的運動控制165841基於無源性的魯棒控制166842基於無源性的自適應控制16785本章總結168習題171附注與參考171第9章力控制17391坐標繫和約束173911對偶基174912自然約束和人工約束17592網絡模型和阻抗176921阻抗操作符177922阻抗操作符的分類177923戴維南和諾頓等效17793任務空間內的動力學和控制178931任務空間內的動力學178932阻抗控制178933混合阻抗控制17994本章總結181習題182附注與參考182第10章幾何非線性控制183101背景介紹1831011流形、向量場和分布1831012弗羅貝尼烏斯定理186102反饋線性化187103單輸入繫統188104n連杆機器人的反饋線性化193105非完整繫統1951051對合和完整性1961052無磧控制繫統1961053非完整繫統實例197106周氏定理199107無磧繫統的控制200108本章總結201習題202附注與參考203第11章計算機視覺204111成像幾何2041111相機坐標繫2041112透視投影2051113成像平面和傳感器陣列205112相機標定2061121相機的外部參數2061122相機的內部參數2061123確定相機參數207113閾值分割2081131簡略的統計回顧2091132自動選擇閾值210114連通區域213115位置和方向2141151圖像矩2151152物體的質心和中心矩2151153物體的方向215116本章總結217習題217附注與參考219第12章基於視覺的控制220121設計要點2201211相機位形2201212基於圖像的方法與基於位置的方法221122相機運動和交互作用矩陣221123點特征的交互作用矩陣2221231固定點相對於移動相機的速度2231232構建交互作用矩陣2241233點間交互作用矩陣的性質2251234多點的交互作用矩陣226124基於圖像的控制律2261241計算相機運動2271242比例控制方案2271243基於圖像的視覺伺服繫統的表現228125末端執行器和相機的運動230126劃分方法231127運動感知233128本章總結234習題235附注與參考236附錄A三角函數237附錄B線性代數238附錄C動態繫統243附錄D李雅普諾夫穩定性245參考文獻250索引259

基於Spong和Vidyasagar所著的十分成功的經典教材《RobotDynamicsandControl》（Wiley，1989），本書對機器人領域做了更新且十分完備的介紹。本書所介紹的基礎和高級內容不僅易讀，並且在數學推導上十分嚴謹。

(美)馬克W.斯龐//賽斯？哈欽森//M.維德雅薩加 著 賈振中//徐靜//付成龍//伊強 譯

前言Robot Modeling and Control自從20世紀80年代早期機器人機械臂被“吹捧”為自動化制造的終極解決方案以來，機器人領域發生了眾多令人興奮的變化。早期的預測是，如果必要的話未來整個工廠僅需要極少數人工操作者。有些人甚至預言連電力照明都是多餘的，因為機器人會“很高興地”在黑暗環境裡完成工作。這些預言在今天看來有些可笑，盡管如此，尋找為什麼此類預言沒有實現的原因發人深省。第一個原因可簡述如下：機器人很難代替或者在某種程度上等同於人類。人類十分擅長於自己的工作。自動化制造並不像安裝一個機器人並將工人從產品裝配線上移走這麼簡單，它涉及復雜的繫統集成問題。通常，整個需要重新設計，包括對裝配過程本身的分析、重新設計零件和設備、布局、傳感器開發、控制繫統設計、軟件驗證以及大量的相互連接問題。結果是：除去如點焊、噴塗和碼垛等簡單任務，（使用機器人）所的人工成本並等