机器人原理与控制技术 - 华中科技大学
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第一章绪论（2学时）
1.1 机器人名称的由来
1.2 机器人的发展史
1.3 机器人的定义与分类
1.4 机器人的结构与控制方式
1.5 操纵机器人
1.6 智能机器人
1.7 机器人的应用
1.8 未来机器人的发展方向
1.9 我国机器人研究的简况
第二章齐次坐标变换（4学时）
2.1 引言
2.2 点向量和平面的描述
4.6 球坐标变换的逆运动学解
4.7本章小结
第五章微分变换（4学时）
5.1 引言
5.2 微分矩阵
5.3 微分平移和旋转变换
5.4 坐标轴的微分旋转
5.5 坐标系之间的微分变换
5.6 机械手的雅可比方程
5.7 雅可比逆矩阵
5.8 本章小结
第六章机器人动力学（4学时）
4.1 引言
4.2 拉格朗日力学原理
[8]K.S.Fu, R.C.Gonsalez, C.S.G.Lee. Robotics: Control, Sensing, Vision and Intelligence. Me Graw-Hill Book Company, 1987
4.3 机械手的动力学方程
4.4 本章小结
第七章机器人的控制（4学时）
7.1 引言
7.2 单连杆机械手的控制
7.3 稳态伺服误差
2.6坐标系
2.7 相对变换
2.8 物体的描述
2.9 逆变换
2.10 一般性旋转变换
2.11 等价旋转角与旋转轴
2.12 扩展与缩小
2.13 透视变换
2.14 变换方程
2.15 本章小结
适用专业：控制理论与控制工程及相关专业
适用层次： 硕士 ■ 博士 ■
开课学期：秋季
总学时/讲授学时：32/32
学分：2
先修课程要求： 自动控制原理、线性代数
课程组教师姓名
职 称
专 业
年 龄
学术专长
黄心汉
教 授
控制理论与控制工程
61
智能控制与机器人
王敏
教 授
控制理论与控制工程
53
智能控制与机器人
教学大纲（章节目录）：
主要参考书：
[1]蔡自兴，机器人学，清华大学出版社，2000
[2]熊有伦等，机器人学，机械工业出版社，1993
[3]徐缤昌、阙志宏等，机器人控制工程，西北工业大学出版社，1992
[4][南] M.武科布拉托维奇等（M.Vukobratovic’），机器人学的科学原理（中译本）
[5]Richard P.Paul. Robot Manipulators: Mathematics, Programming and Control. The MIT Press,Cambridge,MA,USA, 1981
[6]H.Asada, J-J.E.Slotine. Robot Analysis and Control. A Wiley-Interscience Publication John Wiley and Sons,1986
[7]John J.Craig. Introduction to Robotics: Mechanics and Control. Addison-Wesley Publishing Company, 1986
表3．控制系学院（系、所）博士研究生课程简介
课程名称：机器人原理与控制技术
英文名称：Principle and Control Techniques of Robot
课程代码：184.801
课程类型：■讲授课程 □实践（实验、实习）课程 □研讨课程 □专题讲座 □其它
考核方式：考试
教学方式：课堂讲授
9.7 本章小结
第十章机器人的力控和顺应控制（2学时）
10.1 引言
10.2 通用机器人控制器和控制结构Hale Waihona Puke Baidu
10.3 通用机器人的动力学
10.4 阻抗控制
10.5 主动刚度控制
10.6 位置和力的混合控制
10.7 本章小结
教材：
黄心汉，机器人原理及控制技术，ppt.课件，2007
王耀南，机器人智能控制工程，科学出版社，2004
2.3 变换
2.4 平移变换
2.5 旋转变换
3.7T6的确定
3.8A矩阵的确定
3.9根据A矩阵计算T6
3.10斯坦福机械手的运动学方程
3.11肘机械手的运动学方程
3.12本章小结
第四章逆运动学（3学时）
4.1 引言
4.2 逆运动学方程的解
4.3 斯坦福机械手的逆运动学解
4.4 欧拉变换的逆运动学解
4.5RPY变换的逆运动学解
8.1 引言
8.2 目标物体的描述
8.3 任务的描述
8.4 视觉
8.5传送带跟踪
8.6位置之间的运动
8.7关节运动
8.8笛卡尔坐标运动
8.9本章小结
第九章静力和力的坐标变换（4学时）
9.1 引言
9.2 力和力矩的表示
9.3 坐标系之间的力变换
9.4 等效关节力矩
9.5通过关节力矩计算负载质量
9.6 通过腕力传感器确定负载质量
第三章机器人运动学（2学时）
3.1 引言
3.2 姿态描述
3.3 欧拉角
3.4 摇摆、俯仰和偏转
3.5 位置的确定
3.6 圆柱坐标和球坐标
7.4 稳态速度误差
7.5 加速度误差
7.6 多连杆机械手的控制
7.7 伺服参数的计算
7.8 采样数据的伺服速度
7.9 力矩伺服
7.10 本章小结
第八章轨迹规划（3学时）
1.1 机器人名称的由来
1.2 机器人的发展史
1.3 机器人的定义与分类
1.4 机器人的结构与控制方式
1.5 操纵机器人
1.6 智能机器人
1.7 机器人的应用
1.8 未来机器人的发展方向
1.9 我国机器人研究的简况
第二章齐次坐标变换（4学时）
2.1 引言
2.2 点向量和平面的描述
4.6 球坐标变换的逆运动学解
4.7本章小结
第五章微分变换（4学时）
5.1 引言
5.2 微分矩阵
5.3 微分平移和旋转变换
5.4 坐标轴的微分旋转
5.5 坐标系之间的微分变换
5.6 机械手的雅可比方程
5.7 雅可比逆矩阵
5.8 本章小结
第六章机器人动力学（4学时）
4.1 引言
4.2 拉格朗日力学原理
[8]K.S.Fu, R.C.Gonsalez, C.S.G.Lee. Robotics: Control, Sensing, Vision and Intelligence. Me Graw-Hill Book Company, 1987
4.3 机械手的动力学方程
4.4 本章小结
第七章机器人的控制（4学时）
7.1 引言
7.2 单连杆机械手的控制
7.3 稳态伺服误差
2.6坐标系
2.7 相对变换
2.8 物体的描述
2.9 逆变换
2.10 一般性旋转变换
2.11 等价旋转角与旋转轴
2.12 扩展与缩小
2.13 透视变换
2.14 变换方程
2.15 本章小结
适用专业：控制理论与控制工程及相关专业
适用层次： 硕士 ■ 博士 ■
开课学期：秋季
总学时/讲授学时：32/32
学分：2
先修课程要求： 自动控制原理、线性代数
课程组教师姓名
职 称
专 业
年 龄
学术专长
黄心汉
教 授
控制理论与控制工程
61
智能控制与机器人
王敏
教 授
控制理论与控制工程
53
智能控制与机器人
教学大纲（章节目录）：
主要参考书：
[1]蔡自兴，机器人学，清华大学出版社，2000
[2]熊有伦等，机器人学，机械工业出版社，1993
[3]徐缤昌、阙志宏等，机器人控制工程，西北工业大学出版社，1992
[4][南] M.武科布拉托维奇等（M.Vukobratovic’），机器人学的科学原理（中译本）
[5]Richard P.Paul. Robot Manipulators: Mathematics, Programming and Control. The MIT Press,Cambridge,MA,USA, 1981
[6]H.Asada, J-J.E.Slotine. Robot Analysis and Control. A Wiley-Interscience Publication John Wiley and Sons,1986
[7]John J.Craig. Introduction to Robotics: Mechanics and Control. Addison-Wesley Publishing Company, 1986
表3．控制系学院（系、所）博士研究生课程简介
课程名称：机器人原理与控制技术
英文名称：Principle and Control Techniques of Robot
课程代码：184.801
课程类型：■讲授课程 □实践（实验、实习）课程 □研讨课程 □专题讲座 □其它
考核方式：考试
教学方式：课堂讲授
9.7 本章小结
第十章机器人的力控和顺应控制（2学时）
10.1 引言
10.2 通用机器人控制器和控制结构Hale Waihona Puke Baidu
10.3 通用机器人的动力学
10.4 阻抗控制
10.5 主动刚度控制
10.6 位置和力的混合控制
10.7 本章小结
教材：
黄心汉，机器人原理及控制技术，ppt.课件，2007
王耀南，机器人智能控制工程，科学出版社，2004
2.3 变换
2.4 平移变换
2.5 旋转变换
3.7T6的确定
3.8A矩阵的确定
3.9根据A矩阵计算T6
3.10斯坦福机械手的运动学方程
3.11肘机械手的运动学方程
3.12本章小结
第四章逆运动学（3学时）
4.1 引言
4.2 逆运动学方程的解
4.3 斯坦福机械手的逆运动学解
4.4 欧拉变换的逆运动学解
4.5RPY变换的逆运动学解
8.1 引言
8.2 目标物体的描述
8.3 任务的描述
8.4 视觉
8.5传送带跟踪
8.6位置之间的运动
8.7关节运动
8.8笛卡尔坐标运动
8.9本章小结
第九章静力和力的坐标变换（4学时）
9.1 引言
9.2 力和力矩的表示
9.3 坐标系之间的力变换
9.4 等效关节力矩
9.5通过关节力矩计算负载质量
9.6 通过腕力传感器确定负载质量
第三章机器人运动学（2学时）
3.1 引言
3.2 姿态描述
3.3 欧拉角
3.4 摇摆、俯仰和偏转
3.5 位置的确定
3.6 圆柱坐标和球坐标
7.4 稳态速度误差
7.5 加速度误差
7.6 多连杆机械手的控制
7.7 伺服参数的计算
7.8 采样数据的伺服速度
7.9 力矩伺服
7.10 本章小结
第八章轨迹规划（3学时）