1.涵蓋各類欠驅動機器人在動力學、控制方面的**的理論研究成果，具有較高的學術價值。
2.理論應用於實踐，研究成果不很多已經用於實際工程。
3.每章內容都有一節專門的仿真案例，非常有利於相關研究人員學習參考。

本書主要介紹了近十餘年來課題組在欠驅動機器人方面的部分研究工作。全書共10章。第1章緒論，主要介紹了欠驅動機械繫統的特征及應用；第2章介紹了欠驅動機械繫統的一些非線性規範形。這部分內容也反映了全書的組織邏輯；第3章介紹了微分平坦欠驅動機械繫統的運動規劃與全局漸近穩定控制方法；第4章介紹了具有近似仿射嚴格反饋規範形的欠驅動機器人的動力學與局部漸近穩定控制方法；第5章介紹了具有非仿射嚴格反饋規範形的欠驅動機器人繫統的動力學與全局漸近穩定控制方法；第6章介紹了一階非完整約束欠驅動機器人的鏈式規範形變換方法；第7章介紹了二階非完整約束欠驅動機器人的鏈式規範形與指數穩定控制方法；第8章討論了一般不具有某種特殊規範形的欠驅動機器人繫統的動力學與控制問題；第9章討論了欠驅動仿鳥撲翼飛行器的動力學性質與全局漸近穩定控制方法；第10章介紹了變約束欠驅動機器人繫統的混雜動力學建模與軌道穩定控制方法。

何廣平，男，北方工業大學教授，博士生導師，機械工程一級學科責任教授。北京市創新人纔計劃及北京市長城學科計劃項目獲得者，北京市中青年骨干教師。北京大學湍流與復雜繫統國家重點實驗室客座教授，北京郵電大學自動化學院兼職教授，北京工業大學機械工程學科兼職博士生導師。主要從事機器人學，動力學繫統與控制，微機電繫統（MEMS）技術等方向的研究工作。負責和參加完成國家航天“863”計劃、國際合作計劃、航天“917”工程、國家自然科學基金、北京市自然科學基金等項目20餘項，發表SCI/EI收錄論文100餘篇，合作出版研究生教材和專著4部，獲得國家發明專利20餘項。獲得省部級科技獎勵2項。北京市教委市屬院校創新人纔、北京市教委市屬院校“長城學者”。

目錄

第 1章緒論 001
1．1欠驅動機械繫統的實際應用需求 002
1．2工程中的欠驅動機械繫統 005
1．3欠驅動機械繫統的力學特征 006
1．4欠驅動機械繫統控制問題的特征 007
1．5 非完整約束機械繫統控制問題的特征 009
1．5．1 運動規劃 009
1．5．2 反饋鎮定和軌跡跟蹤控制 010
1．6 本章結束語 012
參考文獻 013
第 2章欠驅動機械繫統的特殊非線性規範形 021
2．1 相關研究進展回顧 022
2．2一般欠驅動機械繫統的動力學模型 023
2．3 非線性繫統的特殊規範形 025
2．4 欠驅動機械繫統非線性動力學的控制規範形 027
2．5 欠驅動機械繫統控制規範形的變換方法 031
2．6本章結束語 034

參考文獻 034
第3章微分平坦欠驅動機械繫統的運動規劃與控制 037
3．1相關研究進展回顧 038
3．2單輸入微分平坦繫統 039
3．3微分平坦欠驅動機械繫統的最優運動規劃 042
3．4欠驅動慣性輪擺的最優運動規劃和控制 044
3．4．1慣性輪擺的微分平坦輸出 044
3．4．2慣性輪擺的運動優化和軌跡跟蹤控制 046
3．4．3數值仿真 047
3．5本章結束語 050
參考文獻 050
第4章近似仿射嚴格反饋規範形欠驅動機器人繫統的動力學與控制 053
4．1相關研究進展回顧 054
4．2單腿跳躍機器人的機構模型 056
4．3單腿跳躍機器人的動力學方程 057
4．3．1支撐相的動力學方程 057
4．3．2飛行相的動力學方程 059
4．4連續跳躍運動的最小驅動力矩最優運動規劃 061
4．4．1支撐相最優運動規劃及其邊界條件 063
4．4．2飛行相運動規劃及其邊界條件 066
4．4．3運動規劃數值仿真 067
4．5機器人運動控制器設計 070
4．5．1站立平衡控制器 071
4．5．2連續跳躍運動控制器 073
4．6本章結束語 078
附錄 078
A．單腿跳躍機器人繫統的拉格朗日函數 078
B．單腿跳躍機器人支撐相的動力學方程 079
C．單腿跳躍機器人飛行相的動力學方程 080
D．命題4．1的證明 083
參考文獻 086
第5章非仿射嚴格反饋規範形欠驅動機器人繫統的動力學與控制 089
5．1相關研究進展回顧 090
5．2一類非仿射繫統的飽和控制器 091
5．3高階有限時間觀測器 094
5．4基於有限時間觀測器的軌跡跟蹤有限時間控制器 098
5．5仿真實例 101
5．5．1Acrobot繫統 103
5．5．2慣性輪擺（IWP）繫統 106
5．6本章結束語 108
參考文獻 108
第6章一階非完整約束欠驅動機器人繫統的鏈式規範形變換 111
6．1相關研究進展回顧 112
6．2仿袋鼠跳躍機器人的飛行相動力學模型 114
6．2．1機器人機構模型 114
6．2．2飛行相動力學模型 116
6．3飛行相動力學規範形 118
6．4本章結束語 123
附錄 124
A．飛行相動力學方程 124
B．偏微分方程dy2·D2=0的解的顯式表示 127
參考文獻 128
第7章二階非完整約束欠驅動機器人繫統的鏈式規範形與控制 133
7．1相關研究進展回顧 134
7．2研究對像與基本引理 135
7．3基於有限時間控制的二階鏈式繫統原點的全局鎮定 136
7．4數值仿真 144
7．4．1 氣墊船的動力學模型及其規範形變換 144
7．4．2數值仿真 145
7．5本章結束語 147
參考文獻 147

第8章非特殊規範形欠驅動機器人繫統的動力學與控制 151
8．1相關研究進展回顧 152
8．2平面2R欠驅動機器人的動力學模型 153
8．3平面2R欠驅動機械臂繫統的性質分析 154
8．4冪零近似模型 160
8．5控制器設計 167
8．6數值仿真 170
8．7本章結束語 171
附錄 172
參考文獻 173
第9章欠驅動仿鳥撲翼飛行器的動力學與控制 177
9．1相關研究進展回顧 178
9．2欠驅動仿鳥撲翼飛行器的動力學建模 180
9．2．1欠驅動仿鳥撲翼飛行器的運動學 180
9．2．2欠驅動仿鳥撲翼飛行器的空氣動力學 182
9．2．3欠驅動仿鳥撲翼飛行器的本體動力學 187
9．3欠驅動仿鳥撲翼飛行器的控制 188
9．4數值仿真和樣機試驗 192
9．5本章結束語 196
參考文獻 196
第 10章變約束欠驅動機器人繫統的動力學和控制 201
10．1相關研究進展回顧 202
10．2變約束欠驅動繫統的混雜動力學 203
10．3 變約束欠驅動繫統的控制 208
10．4平面單腿跳躍機器人的動力學和控制 213
10．4．1 平面單腿跳躍機器人的混雜動力學 213
10．4．2單腿跳躍機器人穩態運動規劃 216
10．4．3 單腿平面機器人的跳躍控制 219
10．5本章結束語 222
參考文獻 223