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球形机器人驱动原理及控制策略电子书

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作       者:桑胜举,吴月英,等

出  版  社:电子工业出版社

出版时间:2022-06-01

字       数:12.0万

所属分类: 科技 > 工业技术 > 航空/电子

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本书对目前球形机器人的研究现状行了归纳、分析,对球形机器人的驱动原理、力学模型、控制策略等行了深的研究,设计了三种新型全方位运动球形机器人,即电磁驱动球形机器人、流体驱动球形机器人和离合式半球差动球形机器人,对其滚动条件、越障能力、爬坡能力、滑动条件、转弯特性等行了简要的静力学分析研究;建立了球形机器人的运动学方程,推导出其无滑动的滚动运动的约束方程;分别在球形机器人运动学方程和动力学方程的基础上,合理选择了系统的滑模切面函数、建立了运动学和动力学的“滑模控制”策略,并在MATLAB-Simulink 的环境下,对所建立的控制策略行了仿真实验研究;搭建了球形机器人的内部控制系统平台,对球形机器人轨迹跟踪的控制策略行了理论分析和实验研究;同时,基于ADAMS虚拟样机技术,对球形机器人的性能行了仿真实验研究,以一步验证本书结构设计及控制策略的正确性。<br/>【作者】<br/>桑胜举,男,泰山学院副教授,曾或泰山学院优秀科研成果1、2、3等奖各一次,任中国图学学会高级会员,山东省科协科技思想库决策专家,山东省计算机学会理事,泰安市科技咨询协会常务理事。<br/>
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内容简介

前言

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 球形机器人特点及应用

1.3 国内外球形机器人研究现状

1.4 球形机器人研究的核心问题

1.5 研究内容和技术路线

第2章 球形机器人电磁驱动原理及性能研究

2.1 内驱球形机器人的原理及分类

2.2 球形机器人的设计原则

2.3 电磁驱动球形机器人驱动原理及结构设计

2.4 电磁驱动球形机器人运动性能分析

2.5 球形机器人滑动现象分析

2.6 球形机器人转弯性能分析

2.7 本章小结

第3章 球形机器人流体驱动原理及性能研究

3.1 流体驱动球形机器人驱动原理及结构设计

3.2 流体环参数计算

3.3 流体驱动球形机器人运动性能分析

3.4 流体驱动球形机器人其他参数分析、计算

3.5 本章小结

第4章 离合式半球差动球形机器人的设计与分析

4.1 离合式半球差动电磁驱动球形机器人方案设计

4.2 离合式半球差动流体驱动球形机器人方案简介

4.3 离合式半球差动球形机器人运动性能分析

4.4 离合式半球差动球形机器人的滑动现象研究

4.5 离合式半球差动球形机器人的转弯半径分析

4.6 本章小结

第5章 球形机器人运动学、动力学分析

5.1 球形机器人运动学、动力学分析现状

5.2 运动学、动力学相关理论

5.3 球形机器人运动学方程的建立

5.4 球形机器人动力学方程的广义欧拉角描述

5.5 球形机器人直行与转弯的分离研究

5.6 本章小结

第6章 球形机器人控制策略的研究

6.1 球形机器人控制策略研究现状

6.2 滑模变结构控制原理

6.3 基于球形机器人运动学模型的反演控制策略

6.4 基于球形机器人动力学模型的“滑模控制”策略仿真

6.5 本章小结

第7章 球形机器人控制系统设计及轨迹跟踪研究

7.1 球形机器人控制系统及轨迹跟踪研究现状

7.2 球形机器人控制系统组成

7.3 球形机器人主控模块的结构原理

7.4 球形机器人直行控制模块的设计

7.5 球形机器人转向控制模块的设计

7.6 球形机器人转向角度测量控制模块的设计

7.7 球形机器人光电寻迹模块的设计

7.8 规划路径的样条插值

7.9 本章小结

第8章 球形机器人的实验研究

8.1 TSR-I型球形机器人的样机制作

8.2 TSR-I型球形机器人的实验研究

8.3 基于ADAMS的TSR-I型球形机器人的仿真研究

8.4 基于ADAMS的TSR-III型球形机器人运动平稳性仿真

8.5 本章小结

第9章 总结与展望

9.1 本书主要研究内容及结论

9.2 主要创新点

9.3 研究展望

附录A 球形机器人相关专利

参考文献

后记

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