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自動化設備和機器人的軌跡規劃

  • 作者：編者:(意)路易吉·比亞吉奧蒂//克勞迪奧·梅爾基奧里|責編:張迪|譯者:段晉軍//梁兆東//趙鑫//楊曉文//袁明星
  • 出版社：電子工業
  • ISBN：9787121433535
  • 出版日期：2022/05/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：363
人民幣：RMB 128 元      售價：元
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內容大鋼
    本書是自動化設備特別是電氣驅動設備與機器人領域運動規劃和軌跡規劃的經典著作。本書從軌跡規劃的數學推導到時域和頻域進行了詳細分析並比較相關軌跡規劃的主要特性，並闡述軌跡在實際使用中應該考慮的一般因素；軌跡規劃部分從關節空間（電氣執行機構的軌跡）和操作空間（三維空間的運動規劃的插補和擬合）分別進行了描述。全書分為9章及相關附錄，包括基本運動曲線（簡單軌跡、複雜軌跡、過點擬合軌跡）、軌跡的詳述和分析（軌跡的運動學和動力學縮放、軌跡和執行機構的關係、軌跡的頻域特性分析）以及操作空間的軌跡（操作空間的軌跡規劃、運動學約束的幾何路徑規劃問題）。
    本書可作為機器人工程、機械電子工程、電氣工程、電子工程、自動控制等專業的高年級本科生、碩士生，以及理工科大學教師的教學參考書，也可供從事機器人和自動化設備或生產線等應用開發工作的研發人員或相關工程技術人員學習和參考。
作者介紹
編者:(意)路易吉·比亞吉奧蒂//克勞迪奧·梅爾基奧里|責編:張迪|譯者:段晉軍//梁兆東//趙鑫//楊曉文//袁明星
目錄
  第1章  軌跡規劃
    1.1  軌跡規劃概述
    1.2  一維軌跡
    1.3  機械凸輪和電子凸輪
    1.4  多維軌跡
    1.5  本書的內容和結構
    1.6  符號
第一部分  基本運動曲線
  第2章  基元軌跡的解析表達式
    2.1  多項式軌跡
      2.1.1  線性軌跡（速度恆定）
      2.1.2  拋物線軌跡（加速度恆定）
      2.1.3  具有非對稱恆定加速度的軌跡
      2.1.4  三次多項式軌跡
      2.1.5  五次多項式曲線
      2.1.6  七次多項式曲線
      2.1.7  更高階次的多項式
    2.2  三角函數軌跡
      2.2.1  諧波軌跡
      2.2.2  擺線軌跡
      2.2.3  橢圓軌跡
    2.3  指數軌跡
    2.4  基於傅里葉級數展開的軌跡
      2.4.1  Gutmarl 1-3
      2.4.2  Freudenstein 1-3
      2.4.3  Freudenstein 1-3-5
  第3章  基本軌跡的組合
    3.1  圓弧混成的線性軌跡
    3.2  拋物線混成的線性軌跡（梯形）
      3.2.1  預設加速度的軌跡
      3.2.2  預設加速度和速度的軌跡
      3.2.3  多梯形軌跡的同步
      3.2.4  通過一系列點的軌跡
      3.2.5  梯形軌跡的位移時間
      3.2.6  指定時長τ和τα的軌跡
      3.2.7  初始與終止速度非零的軌跡
    3.3  多項式混成的線性軌跡
    3.4  雙S速度輪廓的軌跡
      3.4.1  q1>q0時軌跡的計算
      3.4.2  q1>q0時軌跡的計算
      3.4.3  初始與終止速度為零的雙s軌跡
      3.4.4  雙S軌跡的在線計算
      3.4.5  雙S軌跡的位移時間
      3.4.6  指定各段時長的雙S軌跡
    3.5  十五段式軌跡
    3.6  分段多項式軌跡
    3.7  改進型梯形軌跡
    3.8  改進型正弦軌跡
    3.9  改進型擺線軌跡
    3.10  具有擺線或諧波混成的恆速、恆加速度的軌跡

      3.10.1  速度曲線的約束
      3.10.2  加速度曲線的約束
      3.10.3  最小時間軌跡
    3.11  恆加速與擺線、三次多項式的混成軌跡
  第4章  多點軌跡
    4.1  多項式函數插值
    4.2  正交多項式
    4.3  三角多項式
    4.4  三次樣條曲線
      4.4.1  指定初始速度和最終速度的係數計算
      4.4.2  周期三次樣條曲線
      4.4.3  指定初始和最終速度的三次樣條曲線：基於加速度的計算
      4.4.4  指定初始、終止速度和加速度的三次樣條曲線
      4.4.5  平滑三次樣條曲線
      4.4.6  時刻的選擇和三次樣條的優化
    4.5  高階連續軌跡的B樣條函數
    4.6  最優軌跡規劃的非線性濾波器
      4.6.1  具有速度、加速度和加加速度約束的在線軌跡規劃
      4.6.2  具有速度和加速度約束的在線軌跡規劃
第二部分  軌跡的詳述和分析
  第5章  軌跡的操作
    5.1  軌跡的幾何修改
    5.2  時間縮放
      5.2.1  運動學縮放
      5.2.2  動力學縮放
    5.3  軌跡同步
  第6章  軌跡與執行器
    6.1  軌跡與電動機
    6.2  運動曲線的特徵
  第7章  軌跡的動態分析
    7.1  振動分析模型
      7.1.1  單自由度線性模型
      7.1.2  n自由度線性模型
      7.1.3  單自由度非線性模型
      7.1.4  n自由度非線性模型
    7.2  時域軌跡分析
    7.3  軌跡頻域分析
      7.3.1  部分基本軌跡的頻譜
      7.3.2  通用軌跡頻譜的數值計算
      7.3.3  周期性軌跡的諧波分量
      7.3.4  軌跡的縮放和頻率特性
    7.4  軌跡的頻率改進
      7.4.1  多項式動力學和樣條動力學函數
      7.4.2  輸入濾波和整形
      7.4.3  基於受控體動力學的逆前饋控制
第三部分  操作空間的軌跡
  第8章  多維軌跡與幾何路徑規劃
    8.1  簡介
      8.1.1  幾何路徑與軌跡的連續性
      8.1.2  全局和局部插值與逼近

    8.2  工具姿態
      8.2.1  位置與姿態解耦規劃
      8.2.2  位置與姿態相互耦合的情形
    8.3  通過運動基元定義幾何路徑
    8.4  全局插值
      8.4.1  定義{-uk｝
      8.4.2  3次B樣條插值
    8.5  全局逼近
    8.6  一種混合插值/逼近技術
    8.7  3次B樣條曲線
    8.8  高階連續軌跡的B樣條函數
    8.9  採用Nutbs曲線生成軌跡
    8.10  採用貝塞爾曲線局部插值
      8.10.1  切向量和曲率向量的計算
      8.10.2  3次貝塞爾曲線插值
      8.10.3  5次貝塞爾曲線插值
    8.1  l混有多項式的線性插值
  第9章  從幾何路徑到軌跡
    9.1  前言
    9.2  定值縮放
    9.3  一般運動率
    9.4  恆定進給速度
    9.5  一般的進給速度曲線
    9.6  複雜三維任務的幾何路徑和運動律合成
      9.6.1  多項式混合的線性軌跡
      9.6.2  B樣條軌跡
      9.6.3  光滑B樣條軌跡
      9.6.4  基於運動基元的B樣條逼近軌跡
第四部分  附錄
  附錄A  數值問題
    A.1  歸一化多項式qN（τ）的參數
    A.2  軌跡「4-3-4」的參數
    A.3  方程Mk=q的解
    A.4  多項式函數的有效求解
    A.5  三對角線性方程的數值解
      A.5.1  三對角線性方程
      A.5.2  循環三對角線性方程
  附錄B  B樣條、非均勻有理B樣條曲線和貝塞爾曲線
    B.1  B樣條函數
      B.1.1  B樣條基函數
      B.1.2  B樣條的定義和性質
      B.1.3  B樣條曲線求解
      B.1.4  B樣條曲線導數
      B.1.5  從B樣條形式到分段多項式形式的轉化
    B.2  Nurbs的定義和性質
    B.3  貝塞爾曲線的定義和性質
      B.3.1  貝塞爾曲線求解
      B.3.2  貝塞爾曲線的導數
  附錄C  姿態的表現形式
    C.1  旋轉矩陣

    C.2  軸角坐標系
    C.3  歐拉角
    C.4  滾動、俯仰和偏航角
  附錄D  頻譜分析和傅里葉變換
    D.1  連續時間函數的傅里葉變換
    D.2  周期連續函數的傅里葉級數
    D.3  離散時間函數的傅里葉變換
    D.4  使用DFT（及FFT）的信號傅里葉分析
參考文獻

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