应用机器人学：运动学、动力学与控制技术

RezaN.Jazar《Theory of Applied Robotics：Kinematics, Dynamics, and Control》原书第2版的中文译本，定价只有英文版的1/6。
本书详细地介绍了机器人学在实际应用中的概念，提供了现实应用中的相关理论和规范性证明。书中融入了作者Reza N.Jazar的实用经验、实例及说明：
•300多个详细且具有完全解的实例；
•对于具有执行器、传感器和控制器的机器人系统，提供了有关其零部件和机构的全新范围；
•运动学和动力学的扩充材料；
•全面覆盖球形机器手、无秩序变换、雅可比计算和路径规划。
本书有应用工程师、研究人员和学生比较喜欢的众多有关机器人学主题、经典方向、速度和正向运动学的系统介绍。
 

本书由澳大利亚墨尔本皇家理工大学的RezaN.Jazar所著，是原书的第2版。全书分为运动学、动力学和控制技术3个部分，共15章，主要内容包括：概述、旋转运动学、定向运动学、运动运动学、正向运动学、逆向运动学、角速度、速度运动学、运动学中的数值法、加速度运动学、运动动力学、机器人动力学、路径规划、时间优控制、控制技术。本书可作为机械电子工程、电气工程、电子工程、自动控制等专业的高年级本科生、工程硕士生或博士生以及理工科大学教师的教学参考书，也可供从事机器人和自动化设备或生产线等应用开发工作的研发人员或相关工程技术人员学习和参考。

Reza N.Jazar澳大利亚墨尔本皇家理工大学航空、机械与制造工程学院机械工程系的教授，1990年取得德黑兰理工大学硕士学位，研究方向为机器人学。1997年，获得伊朗沙力夫理工大学博士学位，研究方向是非线性动力学和应用数学。1999年，开始在北美的一些大学里工作。
Reza N.Jazar教授是经典动力学和非线性动力学方向的专家，他在动力学建模和数学建模方向有着丰富的经验。Reza N.Jazar在很多大学里工作过，他利用自己的工作经验，提出了许多理论和创新思想，并且在经典动力学、机器人学、控制和非线性振动等方面有很多的发现。Razi(拉齐)加速度、时间导数理论、无秩序变换、连铸机理论、汽车驱动器算法、浮动时间法、能量释放率理论、RMS优法，这些都是他的发现和创新思想中的部分内容。
Reza N. Jazar教授发表学术论文、技术报告200余篇，出版科技书籍30余本，其中包括《机器人学应用理论》《汽车动力学》等。

译者序
原书第2版前言
原书第1版前言
第1章 概述 1
1.1 发展历史 1
1.2 机器人元器件 2
1.2.1 连杆 2
1.2.2 关节 3
1.2.3 机械手 4
1.2.4 机械手腕 4
1.2.5 末端执行器 4
1.2.6 驱动器 5
1.2.7 传感器 5
1.2.8 控制器 5
1.3 机器人的分类 5
1.3.1 几何结构 5
1.3.2 工作空间 7
1.3.3 驱动 8
1.3.4 控制 9
1.3.5 应用 9
1.4 机器人运动学、动力学、控制概述 9
1.4.1 三元组 10
1.4.2 单位矢量 11
1.4.3 参考坐标系和坐标系统 11
1.4.4 矢量函数 13
1.5 机器人动力学问题 14
1.6 主题预览 14
1.7 机器人———多学科交叉的机器 15
1.8 本章小结 15
习题 16
第Ⅰ部分 机器人运动学
第2章 旋转运动学 21
2.1 绕全局直角坐标轴旋转 21
2.2 绕全局直角坐标轴连续旋转 27
2.3 全局翻滚角、俯仰角、偏航角 30
2.4 绕局部直角坐标轴旋转 31
2.5 绕局部直角坐标轴连续旋转 34
2.6 欧拉角 35
2.7 局部翻滚角、俯仰角、偏航角 43
2.8 局部轴对全局轴旋转 44
2.9 一般变换 46
2.10 主动变换和被动变换 51
2.11 本章小结 53
习题 54
第3章 定向运动学 62
3.1 轴角旋转 62
3.2 欧拉参数 70
3.3 欧拉参数的确定 75
3.4 四元数 77
3.5 自旋张量与旋转张量 80
3.6 表述旋转过程中的问题 82
3.6.1 旋转矩阵 83
3.6.2 角轴 84
3.6.3 欧拉角 84
3.6.4 四元数 85
3.6.5 欧拉参数 87
3.7 旋转的合成与分解 88
3.8 本章小结 92
习题 93
第4章 运动的运动学 100
4.1 刚体运动 100
4.2 齐次变换 103
4.3 逆齐次变换 109
4.4 复合齐次逆变换 114
4.5 螺旋坐标 121
4.6 逆螺旋运动 134
4.7 复合螺旋变换 136
4.8 普吕克(Plücker)坐标 139
4.9 线几何和面几何 144
4.9.1 矢量矩 144
4.9.2 角度和距离 145
4.9.3 平面和线 145
4.10 螺旋坐标和普吕克坐标 148
4.11 本章小结 149
习题 150
第5章 正向运动学 158
5.1 D-H注释 158
5.2 相邻两坐标系间的变换 164
5.3 机器人正向位置运动学 177
5.4 球形手腕 186
5.5 组装运动学 194
5.6 螺旋坐标变换 203
5.7 非D-H法 207
5.8 本章小结 212
习题 212
第6章 逆向运动学 222
6.1 解耦技术 222
6.2 逆变换技术 234
6.3 迭代技术 246
6.4 逆向运动技术比较 249
6.4.1 解的存在性和性 249
6.4.2 逆向运动技术 250
6.5 奇异配置 250
6.6 本章小结 252
习题 252
第7章 角速度 260
7.1 角速度矢量及其矩阵 260
7.2 时间导数和坐标系 269
7.3 刚体速度 276
7.4 速度变换矩阵 280
7.5 齐次变换矩阵的导数 286
7.6 本章小结 292
习题 292
第8章 速度运动学 298
8.1 刚性连杆速度 298
8.2 正向速度运动学 302
8.3 雅可比生成矢量 310
8.4 逆向速度运动学 320
8.5 本章小结 326
习题 326
第9章 运动学中的数值法 333
9.1 线性代数方程 333
9.2 矩阵求逆 343
9.3 非线性代数方程 348
9.4 连杆变换矩阵中的雅可比矩阵 353
9.5 本章小结 360
习题 360
第Ⅱ部分 机器人动力学
第Ⅲ部分 机器人控制

如果没有来自我的学生们,特别是来自哥伦比亚大学的我的那些学生们的评论和建议的话,这本书将不可能有第2版。在本书所介绍的新内容中,很多都是学生反馈的直接结果,是他们帮助我提炼和整理了材料。
我写这本书的目的就是为学生提供能够用得上的知识。幸运的是,我已经成功地编写出了能够涵盖机器人学中包括细节和解释在内所有方面的一本参考书。
这本书的第1版是在2007年出版的。之后不久,它就成了机器人领域中广受欢迎的参考书。我很想感谢已经使用过或者参考过本书的学生和老师们。是你们的问题、评论和建议帮助我创作了本书的第2版。
本书沿用第1版的符号体系