机器人运动学与控制

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个人介绍

机器人运动学与控制

主讲教师：彭新倍

第1期

第2期

第3期

第4期

第5期

第6期

第1期

课程介绍

机器人运动学与控制课程是机器人工程专业的选修专业课。
本课程的任务是让学生掌握机器人运动学与控制的基本知识。了解机器人的定义、主要结构和分类，学习机器人学的数理基础，包括空间任意点的位置和姿态变换、坐标变换、齐次变换，学习机器人运动方程的表示和求解，学习机器人动力学方程、机器人控制原则和控制方法、轨迹规划和轨迹生成，学习机器人传感器、机器人程序设计初步、机器人的应用和和展望。培养学生学习新知识的能力，培养学生从事机械臂的运动学设计、控制应用和生产维护的能力。
学完本课程后，学生应达到如下要求：
1、掌握机器人的定义和结构；
2、掌握机器人学的数理基础，旋转、平移的坐标变换和齐次变换；
3、掌握机器人运动方程的表示和求解；
4、了解动力学方程；
5、熟悉运动规划的常用方法；
6、掌握机器人控制原理；
7、初步学习机器人程序设计初步；
8、初步具有机械臂的运动学设计、分析解决运动学与控制问题的能力。

教学方法

本课程可通过课堂讲授和案例分析进行教学。

1、通过对机械臂的运动配置结构的了解，对运动学方程与运动控制方法的学习，并掌握正运动学和逆运动的求解方法和动力学基础知识，使学生具备机械臂运动学与控制的相关理论知识。

2、为了达到培养目标，除课堂讲授外，还应适当进行案例分析，加强理论联系实际。通过以若干典型的运动控制实验为主，详细讲解、具体分析，使学生们掌握必要的基本知识、理论基础和应用技术。让学生能以点带面加深对运动学与控制的学习。为继后进行的毕业实习、毕业论文(毕业设计)以及毕业后从事机器人的设计和应用工作奠定良好的基础。

3、作业布置：平时作业在主要章节讲授完之后，要布置一定量的习题，旨在加深学生对所学知识的理解、运用，拓宽学生的知识面。

参考教材

［1］《机器人学基础》（第3版），蔡自兴等主编，机械工业出版社，2021年

［2］《机器人建模和控制》，马克 W.斯庞、赛斯·哈钦森主编，机械工业出版社，2017年

［3］《机器人学建模、规划与控制》，布鲁诺主编，西安交通大学出版社，2015年

课程评价

教学资源

课程章节资源

课程章节	\| 文件类型		\| 修改时间	\| 大小	\| 备注
1.1 机器人学的发展		文档 .pdf	2022-09-26	1.52MB
1.2 机器人的特点、结构与分类		文档 .pdf	2022-09-26	1.18MB
1.3 机器人学与人工智能		文档 .pdf	2022-09-26	163.33KB
1.4 机器人学的应用领域		文档 .pdf	2022-11-03	911.60KB
1.5 机器人市场的现状和趋势		文档 .pdf	2022-11-03	147.65KB
1.6 本书概要		文档 .pdf	2022-09-26	744.80KB
1.7 本章小结		文档 .pdf	2022-09-26	91.04KB
2.1 位置和姿态的描述		文档 .pdf	2022-10-21	1.08MB
		视频 .mp4	2022-10-21	78.07MB
2.2 坐标变换		文档 .pdf	2022-10-21	338.54KB
		视频 .mp4	2022-10-21	28.27MB
2.3 齐次坐标变换		文档 .pdf	2022-10-21	808.17KB
		视频 .mp4	2022-10-21	48.52MB
2.4 物体的变换及逆变换		文档 .pdf	2022-10-21	537.85KB
		视频 .mp4	2022-10-21	46.84MB
2.5 通用旋转变换		视频 .mp4	2022-10-21	36.74MB
		文档 .pdf	2022-10-21	1.40MB
2.6 本章小结		文档 .pdf	2022-10-21	464.30KB
		视频 .mp4	2022-10-21	11.65MB
3.1 机器人运动方程的表示		文档 .pdf	2022-09-26	1.72MB
3.2 机器人运动方程的求解		文档 .pdf	2022-09-26	3.26MB
3.3 PUMA560机器人运动方程		文档 .pdf	2022-09-26	1.61MB
3.4 本章小结		文档 .pdf	2022-09-26	83.61KB
4.1 刚体动力学		文档 .pdf	2022-10-09	3.03MB
		附件 .${file.extension}	2022-10-09	--
		附件 .${file.extension}	2022-10-09	--
4.2 机械手动力学方程		文档 .pdf	2022-10-16	1.68MB
		视频 .MP4	2022-10-16	48.82MB
4.3 本章小结		文档 .pdf	2022-11-03	306.36KB
		视频 .MP4	2022-11-03	5.75MB
5.1 机器人的基本控制原则		视频 .MP4	2022-11-03	63.76MB
		文档 .pdf	2022-11-03	819.62KB
5.2 机器人的位置控制		文档 .pdf	2022-11-03	3.95MB
		视频 .MP4	2022-11-03	83.63MB
		视频 .MP4	2022-11-03	112.25MB
		附件 .${file.extension}	2022-11-03	--
		附件 .${file.extension}	2022-11-03	--
5.3 机器人的力和位置混合控制		文档 .pdf	2022-11-03	2.90MB
		附件 .${file.extension}	2022-11-03	--
		附件 .${file.extension}	2022-11-03	--
5.4 机器人的智能控制		文档 .pdf	2022-11-03	1.26MB
		附件 .${file.extension}	2022-11-03	--
5.5 深度学习在机器人控制中的应用		文档 .pdf	2022-11-03	109.07KB
		附件 .${file.extension}	2022-11-03	--
5.6 本章小结		文档 .pdf	2022-11-03	96.32KB
		附件 .${file.extension}	2022-11-03	--
6.1 机器人传感器概述		文档 .pdf	2022-10-25	1.17MB
		附件 .${file.extension}	2022-10-25	--
6.2 内传感器		文档 .pdf	2022-11-03	3.79MB
		视频 .mp4	2022-11-03	167.25MB
6.3 外传感器		文档 .pdf	2022-11-04	3.24MB
		视频 .mp4	2022-11-04	196.87MB
6.4 机器人视觉装置		文档 .pdf	2022-11-08	1.53MB
		附件 .${file.extension}	2022-11-08	--
6.5 本章小结		文档 .pptx	2022-11-08	120.42KB
		附件 .${file.extension}	2022-11-08	--
7.1 轨迹规划应考虑的问题		文档 .pdf	2022-11-12	341.54KB
		附件 .${file.extension}	2022-11-12	--
7.2 关节轨迹的插值计算		文档 .pdf	2022-11-12	365.20KB
		附件 .${file.extension}	2022-11-12	--
7.3 笛卡儿路径轨迹规划		文档 .pdf	2022-11-12	2.60MB
		附件 .${file.extension}	2022-11-12	--
		附件 .${file.extension}	2022-11-12	--
7.4 规划轨迹的实时生成		文档 .pdf	2022-11-18	178.71KB
		附件 .${file.extension}	2022-11-18	--
7.5 本章小结		文档 .pdf	2022-09-26	88.85KB
8.1 机器人编程要求与语言类型		文档 .pdf	2022-11-18	447.91KB
		附件 .${file.extension}	2022-11-18	--
8.2 机器人语言系统结构和基本功能		文档 .pdf	2022-11-18	137.98KB
		附件 .${file.extension}	2022-11-18	--
8.3 机器人操作系统ROS		文档 .pdf	2022-11-18	481.97KB
		附件 .${file.extension}	2022-11-18	--
8.4 常用的工业机器人编程语言		文档 .pdf	2022-09-26	242.78KB
8.5 解释型脚本语言Python		文档 .pdf	2022-09-26	922.28KB
8.6 基于MATLAB的机器人学仿真		文档 .pdf	2022-09-26	490.00KB
8.7 机器人的离线编程		文档 .pdf	2022-09-26	281.92KB
8.8 本章小结		文档 .pdf	2022-09-26	117.31KB