內容簡介
本書系統地介紹了機器人控制的幾種先進設計方法,是作者多年來從事機器人控制系統教學和科研工作的結晶,同時融入了國內外同行近年來所取得的最新成果。全書以機器人為對象,共分10章,包括先進pid控制、神經網路自適應控制、模糊自適應控制、疊代學習控制、反演控制、滑模控制、自適應魯棒控制、系統辨識和路徑規劃。每種方法都給出了算法推導,實例分析和相應的matlab仿真設計程式。
本書各部佞內容既相互聯繫又各自獨立,讀者可根扭需要選擇學習,本書適用於從事生產過程自動化、計算機套用、機械電子和電氣自動化領域工作的工程技術人員閱讀,也可作為大專院校工業自動化、自動控制、機械電子、自動化儀表、計算機套用等專業的數學參考書。
作譯簡介
劉金琨,遼寧人,1965年生。分別於1989年7月,1994年3月和1997年3月獲東北大學工學學士,工學碩士和工學博士學位。1997年3月至1998年12月浙江大學工業控制技術研究所做博士後研究工作。1999年1月至1999年7月在香港科技大學從事合作研究。1999年11月至今在北京航空航天大學自動化學院從事教學與科研工作,現任教授,主講《智慧型控制》、《工業過程控制》和《系統辨識》等課程。研究方向為控制與套用。自從事研究工作以來,主持國家自然基金等科研項目10餘項,以第一作者發表學術論文70餘篇。
前言
有關機器人控制理論及其工程套用,近年來已有大量的論文發表。作者多年來一直從事控制理論及套用方面的教學和研究工作,為了促進機器人控制和自動化技術的進步,反映機器人控制設計與套用中的最新研究成果,並使廣大研究人員和工程技術人員能了解、掌握和套用這一領域的最新技術,學會用MATLAB語言進行各種機器人控制器的設計,作者編寫了這本書,以拋磚引玉,供廣大讀者學習參考。.
本書是在總結作者多年研究成果的基礎上,進一步理論化、系統化、規範化、實用化編寫而成的,其特點是:
(1)機器人控制算法取材新穎,內容先進,重點置於學科交叉部分的前沿研究和介紹一些有潛力的新思想、新方法和新技術,取材著重於基本概念、基本理論和基本方法。
(2)針對每種控制算法給出了完整的MATLAB仿真程式,並給出了程式的說明和仿真結果;具有很強的可讀性。
(3)著重從套用領域角度出發,突出理論聯繫實際,面向廣大工程技術人員,具有很強的工程性和實用性。書中有大量套用實例及其結果分析,為讀者提供了有益的借鑑。
(4)所給出的各種機器人控制算法完整,程式設計結構設計力求簡單明了,便於自學和進一步開發。
(5)所介紹的方法不局限於機器人的控制,同時也適合於解決運動控制領域其他背景的控制問題。
本書主要以機器人力臂為被控對象,此外,為了介紹一些新的運動控制方法,本書還以機械系統、電機、倒立擺和飛行器為被控對象來輔助說明。..
全書共分10章。第1章為緒論,介紹了機器人的幾種控制方法及模型特性;第2章介紹了PID控制的幾種基本設計方法,通過仿真和分析進行了說明;第3章介紹了神經控制的設計方法,包括基本神經網路設計方法和幾種神經網路自適應控制設計方法;第4章介紹了模糊控制的設計方法,包括基本模糊控制、基於LMI的模糊魯棒控制和幾種模糊自適應控制器的設計;第5章介紹了幾種疊代學習控制的基本設計方法;第6章介紹了反演控制的設計方法,包括基本的反演控制器的設計、模糊自適應反演控制和神經網路自適應反演控制的設計方法;第7章介紹了滑模控制的幾種基本設計方法;第8章介紹了自適應魯棒控制方法,包括幾種魯棒控制器和幾種自適應控制器的設計;第9章介紹了控制系統參數的遺傳算法辨識、一種用於機械手的非線性干擾觀測器和一種基於神經網路的狀態觀測器的設計;第10章介紹了路徑規劃,包括基本遺傳算法的路徑規劃和基於神經網路的路徑規劃。
所介紹的控制方法大多選自高水平國際雜誌和著作中的典型方法,並對其中的一些算法進行了修正或補充。通過對一些典型控制器設計方法較詳細的理論分析和仿真分析,使一些深奧的控制理論易於掌握,為讀者的深入研究打下基礎。
本書是基於MATLAB6.5環境下開發的,各個章節的內容具有很強的獨立性,讀者可以結合自己的方向深入地進行研究。
作者在研究過程中,東北大學徐心和教授和薛定字教授在機器人控制、S函式設計及Simulink仿真等方面給予作者很多的指導,北京航空航天大學爾聯潔教授給予作者在控制理論方面多年的指導,在此深表感謝。
林岩教授、吳懷字教授對本書部分內容給予了寶貴的建議。本書部分控制算法的推導和仿真得益於作者與研究生盧宇、劉華祥、王偉和穆敏等的多次探討,在此對他們一一表示感謝。
書中所有算法的仿真程式都附在光碟中,讀者也可以通過網站http://si.buaa.edu.cn中的“其他資料下載(Download)”功能下載,或通過郵件與作者聯繫索取。作者在網站中會對本書程式進行不定期地更新,使之日臻完善。由於篇幅所限,只對作者認為較重要的程式在書中列出,以方便讀者的閱讀。
本書的研究工作得到了北京市優秀人才培養資助(編號:20071E1600600404)。
由於作者水平有限,書中難免存在一些不足和錯誤之處,真誠歡迎廣大讀者批評指正。若讀者有指正或需與作者商討,或對控制算法及仿真程式有疑問,請通過電子郵件[email protected]與作者聯繫。作者相信,通過與廣大同行的交流,作者會得到許多新的有益的建議,從而將本書寫得更好。
劉金琨
2008年1月於北京航空航天大學...
計算機與網際網路技術圖書
計算機與網路圖書:力圖從傳播知識與套用層次談計算機與網際網路,從人文角度介紹相關知識與技術,以客觀的態度,獨特的視角,生動的方式,將重要實用的知識、信息、技能、經驗及時奉獻給讀者。 |