機器人控制系統建模與模擬(基於MWORKS)/新型工業化科學計算與系統建模模擬系列
內容大鋼
本書主要對機器人的分析、設計、控制、同時定位與創建（SLAM）等技術進行講解，並採用MWORKS軟體對其相關模型進行設計與模擬。首先，介紹MWORKS和Sysplorer軟體及機器人相關基礎知識；其次，對關節機器人和仿人機器人的運動學、靜力學和動力學理論基礎進行介紹，並採用MWORKS的相關模塊進行模擬分析；再次，討論輪式機器人的運動學模型及在MWORKS軟體下相關控制演算法的設計與實現；最後介紹SLAM技術及其在實際機器人平台中的應用。
本書適合作為高等院校相關專業本科生、研究生教材，也可供相關領域的工程技術人員參考。
作者介紹
編者:朴松昊//王險峰//蔡則蘇|責編:劉瑀|總主編:王忠傑//周凡利
目錄
第1章 認識MWORKS
1.1 走進MWORKS
1.1.1 MWORKS軟體概述
1.1.2 MWORKS產品體系結構
1.1.3 Sysplorer介紹
1.2 熟悉Sysplorer建模
1.2.1 Modelica語言基礎
1.2.2 Modelica數組
1.2.2.1 創建數組
1.2.2.2 合併數組
1.2.2.3 查詢數組信息
1.3 Sysplorer
1.3.1 初識Sysplorer
1.3.2 模型的建立
1.3.3 文本建模與子系統
本章小結
習題
第2章 機器人的基礎知識
2.1 走進機器人
2.1.1 機器人發展簡史
2.1.2 機器人分類
2.1.3 人工智慧與智能機器人
2.2 熟悉機器人的結構與組成
2.2.1 機械結構與設計
2.2.2 電氣控制系統的設計與實現
2.2.3 環境感知
本章小結
習題
第3章 關節機器人的系統建模與
3.1 機器人的結構
3.2 基於Sysplorer的機器人機械模型
3.2.1 機械組件
3.2.2 模型構建
3.3 關節機器人運動軌跡的設計
3.3.1 三次多項式值
3.3.2 基於Modelica的值模塊
3.4 基於Sysplorer的二連桿移動模型的構建
3.4.1 二連桿末端執行器的幾何解法
3.4.2 二連桿路徑規劃
3.5 關節機器人的運動學基礎
3.5.1 D-H表示法與連桿坐標系的建立
3.5.2 利用拉格朗日法導出關節機器人的機械結構模型
3.6 關節機器人電氣結構的數學建模與
3.6.1 直流電機和減速器的數學模型
3.6.2 機器人驅動系統的模型
3.7 機器人的控制
3.7.1 如何控制機器人
3.7.2 機器人的軌跡控制
3.7.3 PID控制
3.8 基於Sysplorer的機器人實例
3.8.1 控制匯流排模塊
3.8.2 機器人的軸模型
3.8.3 運動規劃器模型
3.8.4 基於Sysplorer的二連桿機器人的實例
本章小結
習題
第4章 仿人機器人的系統建模與
4.1 仿人機器人的步行和跑步運動規劃研究
4.2 仿人機器人的運動學與動力學模型
4.2.1 步行和跑步的運動學模型
4.2.2 步行和跑步的動力學模型
4.3 基於Sysplorer的仿人機器人的機械模型
4.4 基於Cart-table模型的步行和跑步步態規劃方法
4.5 仿人機器人的穩定性分析
4.5.1 雙足與地面的約束
4.5.2 基於ZMP的穩定性分析
4.5.3 仿人機器人上身姿態的控制
4.5.4 基於線性倒立擺的雙足步態生成
4.5.5 線性倒立擺模型的構建
4.5.6 仿人機器人系統模型的構建
本章小結
習題
第5章 輪式移動機器人的運動學模型
5.1 引言
5.2 輪式移動機器人
5.2.1 車輪類型
5.2.2 轉向方式
5.3 輪式移動機器人的運動學模型
5.3.1 兩輪差速模型
5.3.2 四輪差速模型
5.3.3 四輪阿克曼模型
5.3.4 四輪驅動（SSMR）機器人運動學模型
5.3.5 全向移動機器人運動學模型
5.4 基於Sysplorer的機器人實例
5.4.1 基於TADynamics模型庫的四輪阿克曼模型的構建
5.4.2 基於Modelica模型庫的三輪全向機器人模型的構建
本章小結
習題
第6章 輪式移動機器人的SLAM導航
6.1 ROS入門備知識
6.1.1 ROS簡介
6.1.2 ROS系統架構
6.1.3 ROS調試工具
6.1.4 ROS節點通信
6.2 SLAM演算法簡述
6.3 視覺SLAM演算法
6.3.1 ORB-SLAM3演算法
6.3.2 SVO2演算法
6.3.3 DynaSLAM演算法
6.4 激光SLAM演算法
6.4.1 Gmapping演算法
6.3.2 Cartographer演算法
本章小結
習題
第7章 機器人SLAM導航綜合實戰平台
7.1 引言
7.2 運行機器人平台上的感測器
7.2.1 啟動機器人底盤的ROS驅動
7.2.2 運行2D激光雷達的ROS驅動
7.2.3 運行3D16線激光雷達的ROS驅動
7.2.4 運行IMU的ROS驅動
7.2.5 運行RGB-D相機的ROS驅動
7.3 運行SLAM系統的建圖功能
7.3.1 運行激光SLAM系統的建圖功能
7.3.2 運行視覺SLAM系統的建圖功能
本章小結
習題
附錄AMWORKS.Sysplorer2023b教育版安裝與配置
A.1 概述
A.1.1 安裝激活須知
A.1.2 運行環境
A.1.3 安裝文件
A.2 軟體安裝
A.2.1 次安裝
A.2.2 升/降級安裝
A.3 授權申請
A.3.1 未授權狀態
A.3.2 賬戶註冊
A.3.3 許可激活
A.3.4 授權模塊清單
A.4 次使用MWORKS.Sysplorer
A.4.1 C/C++編譯器設置
A.4.2
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