內容簡介
《機器人系統設計與算法》可作為高等院校研究生或高年級本科生的機器人學相關課程的教材，也可供從事機器人研究、開發和套用的科技人員參考。
目錄
前言
第1章機器人學的發展和相關機器人系統介紹
1.1機器人學的發展概述
1.2機器人研究的熱點和內容
1.3多種機器人簡介
第2章TMS3201IZ2407結構概述
2.1TMS320C2000系列DSP概況
2.2TMS32010F2407DSP晶片特點
2.3TMS3201F2407DSP的PGE封裝圖和CPU控制器功能結構圖
2.4TMS32010F2407DSP引腳功能
2.5TMS32010F2407DSP存儲器映射圖
2.6TMS3201F2407DSP外設存儲器映射圖
2.7TMS320[0F2407的存儲器和I/O空問
第3章TMS3201F2407DSP的資源
3.1TMS32010F2407DSP的CPU功能模組
3.2系統配置和中斷
3.3程式控制
第4章旋轉式倒立擺系統設計
4.1倒立擺系統的研究背景
4.2環形倒立擺系統概述及總體設計方案
4.3倒立擺系統硬體設計
4.4人機互動接口設計
4.5倒立擺系統軟體設計
第5章環形旋轉倒立擺的控制算法
5.1系統數學模型
5.2基於LQR的控制
5.3模糊控制在倒立擺控制中的套用
第6章隨動系統設計
6.1伺服系統的概述
6.2XZ—FF1型和Ⅱ型的隨動系統總體設計方案
6.3隨動系統實驗設備的硬體設計
6.4隨動系統軟體設計
第7章隨動系統建模和控村算法
7.1系統辨識與參數估計
7.2永磁直流力矩電機機理建模
73階躍曲線法建模
7.4PID控制算法實驗
7.5增量式PID控制
7.6前饋補償加PID控制算法
第8章兩輪移動式倒立擺機器人的系統機構殛軟硬體設計
8.1兩輪移動式倒立擺機器人
8.2白平衡嘣輪小車的系統總體設計方案
83電源模組設計
8.4DSp最小系統
8.5感測器模組
8.6無線傳輸模組
8.7驅動電路設計
88自平衡兩輪小車軟體設計
第9章理論分析和數學模型建立
91建立坐標系以及系統模型參數的設定
92系統數學模型的建立
9.3系統狀態空間方程的分析
9.4系統參數
95系統參數匯總
第10章自平衡小車狀態反饋控翻算法
10.1系統能控、能觀性分析
10.2系統離散化及其能控性與能觀性分析
10.3反饋控制器的設計
10.4小節
第11章兩輪式倒立擺機器人的運動控制
11.1機器人運動拄制的任務
11.2兩輪式機器人的運動模型
11.3設計思想
11.4目標跟蹤算法的實現
11.5實驗結果與討論
第12章RoboCup小型組足球機器人簡介和系統總體設計
12.1RoboCup小型組足球機器人簡介
12.2足球機器人底層系統總體設計
第13章機構設計
13.1機構設計流程
13.2設計目標
13.3運動機構的分析與設計
13.4球處理機構的分析與設計
第14章足球機器人電路系統分析與設計
14.1電路系統總述
14.2主控晶片的性能與工作方式
14.3通信系統
14.4各執行機構的驅動與控制電路
14.5感測器電路設計
14.6輔助電路
第15章底層控制及運動控制算法
15.1底層控制系統的實現
15.2運動控制
附錄AC1ib中的函式集
附錄B解耦圖形的推導
附錄C足球機器人的電機調速程式
附錄D倒立擺核隨同系統實驗指導書
……
文摘
第1章機器人學的發展和相關機器人系統介紹
1.1機器人學的發展概述
自20世紀60年代人類研究了第一台機器人以來，機器人技術就顯示出強大的生命力，在隨後的40年的時間裡，機器人技術得到迅速發展。機器人學是現代高科技發展的重要方向之一。
機器人在工業、民用以及軍事等領域具有廣泛的套用前景。它對我國國防、工業和農業現代化，提高人民生活水平有重要意義。機器人技術是一個多學科交叉的高科技領域，對人工智慧、模式識別、自動控制、電子電氣、機械設計、電於電路等多個學科提出了很高的要求。因此，開展機器人的研究對人工智慧、自動控制、電子電氣、機械設計以及相關領域的發展具有重要的推動作用。
國內外專家學者一直在討論到底什麼是機器人。早在1967年，日本召開國際機器人學術會議，就有人提出了“機器人是一種具有移動性、個體性、智慧型性、半機械半人性、自動性、作業性、通用性、信息性、柔性、有限特徵的柔性機器”這一概念。也有人把機器人描述為“一種用於搬運材料、郵件或其他特種裝置的可重複編程的多功能操作機”。日本工業機器人協會則把它定義為“一種帶有存儲器的通用機械，能通過編程和自動控制來執行作業等任務的機器”。我國科學家認為：“機器人是一種自動化機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智慧型能力，具有高度的靈活性”。以上定義雖不一致，但基本上都認為機器人是這樣一種機器：具有一定仿人性的能力，可以代替人工作的自動化設備。
