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內(nèi)容簡介

　　《“十一五”國家重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目·21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)叢書：兩輪自平衡機(jī)器人的研究與設(shè)計(jì)》講述了兩輪直立式機(jī)器人的進(jìn)化歷史、基本構(gòu)造、運(yùn)動(dòng)原理以及應(yīng)用前景，描述了一種腰椎由彈簧和旋轉(zhuǎn)鉸鏈構(gòu)成的柔性兩輪直立式機(jī)器人系統(tǒng)，包括柔性兩輪直立式機(jī)器人的物理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制作、數(shù)學(xué)模型、姿態(tài)檢測方法、運(yùn)動(dòng)平衡控制。特別地，《“十一五”國家重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目·21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)叢書：兩輪自平衡機(jī)器人的研究與設(shè)計(jì)》構(gòu)建了柔性兩輪直立式機(jī)器人仿生的姿態(tài)“感覺一運(yùn)動(dòng)”系統(tǒng)，使其具有仿生的操作條件反射行為，能自主學(xué)習(xí)平衡技能，像人和動(dòng)物一樣，通過操作條件反射式的學(xué)習(xí)，漸進(jìn)地形成、發(fā)展和完善其運(yùn)動(dòng)平衡控制技能。本書可供從事機(jī)器人學(xué)和自動(dòng)控制學(xué)科的科技工作者學(xué)習(xí)或參考，也可作為本科高年級學(xué)生或研究生的教材或參考書籍。

作者簡介

　　阮曉鋼，男，1958年生于四川，1982年獲哈爾濱船舶工程學(xué)院工學(xué)學(xué)士學(xué)位，1989年獲浙江大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位，1992年獲浙江大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位，1992年7月至1994年6月于南京航空航天大學(xué)航空與宇航博士后流動(dòng)站從事博士后科研工作，1994年7月至今效力于北京工業(yè)大學(xué)，現(xiàn)任教授及博士生導(dǎo)師。蔡建羨，女，1978年生于河北，2001年獲河北科技大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位，2003年獲燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位，2010年獲北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位，2004年4月至今效力于防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)儀器系，現(xiàn)任講師。李欣源，男，1981年生于北京，2004年獲北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位，2010年獲北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位，2010年10月至今于清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)博士后流動(dòng)站從事博士后科研工作。趙建偉，男，1979年生于內(nèi)蒙古，2003年獲內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位，2006年獲內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位，2010年獲北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位，2010年12月至今于清華大學(xué)精密儀器系博士后流動(dòng)站從事博士后科研工作。

圖書目錄

《2]世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)叢書》序
前言
第1章概論
　1.1 兩輪平衡機(jī)器人的基本構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)原理
    1.1.1 兩輪機(jī)器人的基本構(gòu)造
    1.1.2 兩輪機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)原理
1.2 兩輪機(jī)器人的成長歷史
    1.2.1 從倒立擺到平衡機(jī)器人
    1.2.2 典型的兩輪機(jī)器人系統(tǒng)
    1.2.3 兩輪機(jī)器人相關(guān)基礎(chǔ)研究
1.3 兩輪機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用前景
參考文獻(xiàn)
第2章 “原人”柔性兩輪機(jī)器人
2.1 柔性機(jī)器入學(xué)概述
    2.1.1 研究柔性機(jī)器人的目的
    2.1.2 柔性倒立擺
    2.1.3　柔性關(guān)節(jié)
    2.1.4　柔性機(jī)械臂
    2.1.5　柔性脊椎機(jī)器人
2.2 “原人”機(jī)器人的基本特征
2.3 “原人”機(jī)器人的機(jī)體結(jié)構(gòu)
    2.3.1 基本原理
    2.3.2　總體框架
    2.3.3　柔性腰椎
2.4 “原人”機(jī)器人的電氣系統(tǒng)
    2.4.1 電氣系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    2.4.2　檢測系統(tǒng)
    2.4.3 控制系統(tǒng)
　2.5 “原人”機(jī)器人的軟件系統(tǒng)
    2.5.1 軟件系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)
    2.5.2 組織級：EPC行為決策
    2.5.3 協(xié)調(diào)級：DSP運(yùn)動(dòng)平衡控制
    2.5.4 操作級：ISU伺服控制
    參考文獻(xiàn)
第3章兩輪機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型
　3.1 相關(guān)研究工作
    3.1.1 剛性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型研究
    3.1.2 柔性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型研究
　3.2 剛性兩輪機(jī)器人模型
    3.2.1 系統(tǒng)坐標(biāo)、參數(shù)和變量
    3.2.2 動(dòng)力學(xué)模型
    3.2.3　運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
    3.2.4 電機(jī)及其伺服機(jī)構(gòu)模型
　3.3 柔性兩輪機(jī)器人模型
    3.3.1 柔性旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與系統(tǒng)假設(shè)
    3.3.2 系統(tǒng)坐標(biāo)、參數(shù)和變量
    3.3.3　運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
    3.3.4　動(dòng)力學(xué)模型
　3.4 柔性兩輪機(jī)器人動(dòng)力學(xué)特性分析
    3.4.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性
    3.4.2 系統(tǒng)可控性
    3.4.3 柔性腰椎剛度對動(dòng)態(tài)性能的影響
    3.4.4 柔性腰椎剛度對平衡控制魯棒性的影響
　3.5 剛／柔兩輪自平衡機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型對比分析
    參考文獻(xiàn)
第4章兩輪機(jī)器人的姿態(tài)檢測
　4.1 姿態(tài)傳感器及其原理
    4.1.1 兩輪機(jī)器人的姿態(tài)
    4.1.2　姿態(tài)檢測元件
    4.1.3 陀螺儀
    4.1.4 姿態(tài)測量算法與Kalman濾波
第5章　兩輪機(jī)器人的PID控制
第6章　兩輪機(jī)器人的LQ調(diào)節(jié)
第7章　仿生的姿態(tài)平衡自主學(xué)習(xí)控制
第8章　映射領(lǐng)域可自主收縮的SOCA自動(dòng)機(jī)
第9章　Skinner操作備件反射自動(dòng)機(jī)的模糊化
附錄　中英文對照