欠驱动机器人动力学与控制/国之重器出版工程

目录

第 1章　绪论 001
1．1　欠驱动机械系统的实际应用需求 002
1．2　工程中的欠驱动机械系统 005
1．3　欠驱动机械系统的力学特征 006
1．4　欠驱动机械系统控制问题的特征 007
1．5 非完整约束机械系统控制问题的特征 009
1．5．1 运动规划 009
1．5．2 反馈镇定和轨迹跟踪控制 010
1．6 本章结束语 012
参考文献 013
第 2章　欠驱动机械系统的特殊非线性规范形 021
2．1 相关研究进展回顾 022
2．2　一般欠驱动机械系统的动力学模型 023
2．3 非线性系统的特殊规范形 025
2．4 欠驱动机械系统非线性动力学的控制规范形 027
2．5 欠驱动机械系统控制规范形的变换方法 031
2．6　本章结束语 034

参考文献 034
第3章　微分平坦欠驱动机械系统的运动规划与控制 037
3．1　相关研究进展回顾 038
3．2　单输入微分平坦系统 039
3．3　微分平坦欠驱动机械系统的*优运动规划 042
3．4　欠驱动惯性轮摆的*优运动规划和控制 044
3．4．1　惯性轮摆的微分平坦输出 044
3．4．2　惯性轮摆的运动优化和轨迹跟踪控制 046
3．4．3　数值仿真 047
3．5　本章结束语 050
参考文献 050
第4章　近似仿射严格反馈规范形欠驱动机器人系统的动力学与控制 053
4．1　相关研究进展回顾 054
4．2　单腿跳跃机器人的机构模型 056
4．3　单腿跳跃机器人的动力学方程 057
4．3．1　支撑相的动力学方程 057
4．3．2　飞行相的动力学方程 059
4．4　连续跳跃运动的*小驱动力矩*优运动规划 061
4．4．1　支撑相*优运动规划及其边界条件 063
4．4．2　飞行相运动规划及其边界条件 066
4．4．3　运动规划数值仿真 067
4．5　机器人运动控制器设计 070
4．5．1　站立平衡控制器 071
4．5．2　连续跳跃运动控制器 073
4．6　本章结束语 078
附录 078
A．单腿跳跃机器人系统的拉格朗日函数 078
B．单腿跳跃机器人支撑相的动力学方程 079
C．单腿跳跃机器人飞行相的动力学方程 080
D．命题4．1的证明 083
参考文献 086
第5章　非仿射严格反馈规范形欠驱动机器人系统的动力学与控制 089
5．1　相关研究进展回顾 090
5．2　一类非仿射系统的饱和控制器 091
5．3　高阶有限时间观测器 094
5．4　基于有限时间观测器的轨迹跟踪有限时间控制器 098
5．5　仿真实例 101
5．5．1　Acrobot系统 103
5．5．2　惯性轮摆（IWP）系统 106
5．6　本章结束语 108
参考文献 108
第6章　一阶非完整约束欠驱动机器人系统的链式规范形变换 111
6．1　相关研究进展回顾 112
6．2　仿袋鼠跳跃机器人的飞行相动力学模型 114
6．2．1　机器人机构模型 114
6．2．2　飞行相动力学模型 116
6．3　飞行相动力学规范形 118
6．4　本章结束语 123
附录 124
A．飞行相动力学方程 124
B．偏微分方程dy2·D2=0的解的显式表示 127
参考文献 128
第7章　二阶非完整约束欠驱动机器人系统的链式规范形与控制 133
7．1　相关研究进展回顾 134
7．2　研究对象与基本引理 135
7．3　基于有限时间控制的二阶链式系统原点的全局镇定 136
7．4　数值仿真 144
7．4．1 气垫船的动力学模型及其规范形变换 144
7．4．2　数值仿真 145
7．5　本章结束语 147
参考文献 147

第8章　非特殊规范形欠驱动机器人系统的动力学与控制 151
8．1　相关研究进展回顾 152
8．2　平面2R欠驱动机器人的动力学模型 153
8．3　平面2R欠驱动机械臂系统的性质分析 154
8．4　幂零近似模型 160
8．5　控制器设计 167
8．6　数值仿真 170
8．7　本章结束语 171
附录 172
参考文献 173
第9章　欠驱动仿鸟扑翼飞行器的动力学与控制 177
9．1　相关研究进展回顾 178
9．2　欠驱动仿鸟扑翼飞行器的动力学建模 180
9．2．1　欠驱动仿鸟扑翼飞行器的运动学 180
9．2．2　欠驱动仿鸟扑翼飞行器的空气动力学 182
9．2．3　欠驱动仿鸟扑翼飞行器的本体动力学 187
9．3　欠驱动仿鸟扑翼飞行器的控制 188
9．4　数值仿真和样机试验 192
9．5　本章结束语 196
参考文献 196
第 10章　变约束欠驱动机器人系统的动力学和控制 201
10．1　相关研究进展回顾 202
10．2　变约束欠驱动系统的混杂动力学 203
10．3 变约束欠驱动系统的控制 208
10．4　平面单腿跳跃机器人的动力学和控制 213
10．4．1 平面单腿跳跃机器人的混杂动力学 213
10．4．2　单腿跳跃机器人稳态运动规划 216
10．4．3 单腿平面机器人的跳跃控制 219
10．5　本章结束语 222
参考文献 223