《欠驱动多体系统动力学：建模、控制与优化设计》 - 罗伯特·赛弗里德 - 中国宇航出版社 - 香港大書城

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『簡體書』欠驱动多体系统动力学：建模、控制与优化设计

書城自編碼： 4145677
分類：簡體書→大陸圖書→工業技術→航空/航天
作者：罗伯特·赛弗里德
國際書號(ISBN)： 9787515925493
出版社：中国宇航出版社
出版日期： 2025-08-01

頁數/字數： /
書度/開本： 16开釘裝：精装

售價：HK$ 140.8

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內容簡介：

本书系统构建了非线性欠驱动多体系统的动力学建模与控制理论体系。全书以欠驱动系统的非线性动力学特性为研究核心，完整涵盖动力学建模理论、先进控制算法设计及最优化设计方法等技术链条，尤其在拉格朗日动力学建模方法的工程化应用、欠驱动系统轨迹跟踪控制的鲁棒性优化等方面形成了独创性理论框架。
本书兼具学术深度与工程实用性，既可为从事机器人动力学控制的科研人员提供系统的理论参考，亦能作为高等院校机械工程、控制理论与工程等专业师生的教学辅助用书，对推动欠驱动系统控制理论的工程化应用具有重要意义。

第1章引言1
第2章多体系统10
2.1刚性多体系统11
2.1.1多体系统运动学14
2.1.2多体系统动力学17
2.1.3非线性状态方程20
2.1.4雅可比线性化23
2.1.5具有运动链环的多体系统25
2.2柔性多体系统30
2.2.1连续介质力学基础31
2.2.2柔性体运动学36
2.2.3柔性体动力学42
2.2.4柔性体系统48
2.2.5具有运动链环的柔性多体系统51
2.3使用NeweulM2进行建模54
2.3.1刚性机械臂55
2.3.2柔性机械臂57
参考文献59

第3章非线性系统的反馈线性化与模型逆64
3.1单输入单输出系统分析67
3.1.1微分几何的一些基本概念68
3.1.2相对度与输入输出规范型70
3.1.3全状态线性化78
3.1.4输入输出线性化81
3.2基于逆模型前馈控制的输出轨迹跟踪88
3.2.1经典模型逆90
3.2.2稳定模型逆94
3.2.3带有额外设计参数的稳定模型逆99
3.2.4渐近输出轨迹跟踪101
3.3多输入多输出系统104
3.3.1向量相对度与输入输出规范型104
3.3.2全状态线性化109
3.3.3输入输出线性化和解耦111
3.3.4模型逆114
3.3.5动态扩展115
3.3.6关于微分平坦系统的注记118
3.4非线性非完整机电系统的控制119
参考文献125
第4章多体系统的轨迹跟踪132
4.1全驱动多体系统133
4.1.1关节空间中的逆动力学134
4.1.2任务空间中的逆动力学137
4.2欠驱动多体系统139
4.2.1欠驱动多体系统分析140
4.2.2具有向量相对度r=2，…，2的系统144
4.2.3具有同位输出的系统149
4.2.4非同位输出的系统155
4.2.5具有线性组合输出的系统161
4.2.6具有一般输出的系统168
4.2.7含被动关节的机械臂172
4.3运动学冗余和欠驱动多体系统178
4.3.1稳定和因果倒置179
4.3.2具有被动关节和运动冗余的机械臂183
参考文献188
第5章使用伺服约束的模型逆194
5.1伺服约束问题分析195
5.2投影方法198
5.2.1一般结构198
5.2.2推广至3阶伺服约束问题199
5.2.3非最小相位系统202
5.3含被动关节的机械臂204
5.3.1最小相位设计205
5.3.2非最小相位设计207
参考文献209
第6章柔性多体系统轨迹跟踪211
6.1准静态变形补偿213
6.2具有同位输出的柔性多体系统216
6.2.1输入输出规范型216
6.2.2反馈线性化与前馈控制218
6.3具有线性组合输出的柔性多体系统220
6.3.1输入输出规范型和前馈控制220
6.3.2使用几何考虑的系统输出选择223
6.4串联柔性机械臂226
6.4.1前馈控制设计比较227
6.4.2逆模型精度231
6.5并联柔性机床233
参考文献237
第7章最优化系统设计241
7.1零动态分析242
7.1.1带有被动关节的多体系统242
7.1.2柔性多体系统244
7.2使用粒子群算法的优化246
7.3系统输出设计247
7.3.1优化准则248
7.3.2串联柔性机械臂的输出设计250
7.4结构设计优化251
7.4.1设计参数化251
7.4.2优化准则254
7.4.3含被动关节的机械臂设计257
7.5柔性多体系统的联合输出与结构设计266
7.5.1优化流程267
7.5.2串联柔性机械臂设计269
参考文献274
第8章结束语277

內容試閱：

近年来，人工智能领域的迅猛发展推动了柔性多体系统的前沿探索，尤以灵巧手、仿生机器人为代表的欠驱动系统在工业自动化、航空航天制造等领域的工程价值日益凸显。此类系统作为典型的欠驱动多体动力学对象，其高精度动力学建模与控制理论构建已成为机械工程、控制科学与工程等学科的前沿难题。
罗伯特·赛弗里德（Robert Seifried）教授撰写的Dynamics of Underactuated Multibody Systems：Modeling， Control and Optimal Design，系统构建了非线性欠驱动多体系统的动力学建模与控制理论体系。全书以欠驱动系统的非线性动力学特性为研究核心，完整涵盖动力学建模理论、先进控制算法设计及最优化设计方法等技术链条，尤其在拉格朗日动力学建模方法的工程化应用、欠驱动系统轨迹跟踪控制的鲁棒性优化等方面形成了独创性理论框架。
本书兼具学术深度与工程实用性，既可为从事机器人动力学控制的科研人员提供系统的理论参考，亦能作为高等院校机械工程、控制理论与工程等专业师生的教学辅助用书，对推动欠驱动系统控制理论的工程化应用具有重要意义。
值此译著付梓之际，谨向上海航天控制技术研究所的黄静、孙杰、孙禄君、田路路等同仁在专业审校与技术支持方面所付出的努力致以诚挚谢意。限于译者学术水平与翻译经验，译文中可能存在概念表述偏差及行文疏漏之处，恳请学界同仁与读者不吝指正。

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