机器人原理与控制技术 - 华中科技大学
机器人控制原理
机器人控制原理机器人控制原理是指通过对机器人的各种部件进行控制，使得机器人能够按照人类设定的程序或者指令来执行各种任务。
机器人控制原理是机器人技术中的核心内容之一，它直接关系到机器人的运动、感知、决策等方面，是机器人能否完成任务的关键。
首先，机器人控制原理涉及到机器人的运动控制。
机器人的运动控制包括轨迹规划、运动学和动力学控制。
轨迹规划是指确定机器人在空间中的路径，使得机器人能够按照规划的路径进行运动。
运动学和动力学控制则是指根据机器人的结构和动力学特性，设计相应的控制算法，实现机器人的运动控制。
这些控制原理保证了机器人能够按照人类设定的路径和速度进行运动，从而完成各种任务。
其次，机器人控制原理还涉及到机器人的感知和定位。
机器人的感知和定位是指机器人通过各种传感器获取周围环境的信息，并根据这些信息确定自身的位置和姿态。
感知和定位是机器人能否准确地感知周围环境，做出正确的决策的基础。
在机器人控制原理中，需要设计相应的感知和定位算法，使得机器人能够准确地感知周围环境，并确定自身的位置和姿态。
此外，机器人控制原理还包括机器人的决策和路径规划。
机器人的决策和路径规划是指机器人根据感知到的环境信息，做出相应的决策，并规划出最优的路径来完成任务。
在机器人控制原理中，需要设计相应的决策和路径规划算法，使得机器人能够根据周围环境的变化，灵活地做出决策，并规划出最优的路径来完成任务。
总的来说，机器人控制原理是机器人能否按照人类的要求来完成各种任务的基础。
它涉及到机器人的运动控制、感知和定位、决策和路径规划等方面，是机器人技术中的核心内容之一。
只有深入理解和应用机器人控制原理，才能够设计出性能优良、功能强大的机器人系统，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
机器人技术华中科技大学熊有伦复习提纲及部分题库详细解答教材
机器人技术复习提纲一．简答题1.机器人内部传感器与外部传感器的作用是什么，它们都包括哪些？答：内部传感器主要用于检测机器人自身状态；包括位移传感器角数字编码器、角速度传感器；外部传感器主要用于检测机器人所处的外部环境和对象状况等；包括：力或力矩传感器触觉传感器、接近绝传感器、滑觉传感器、视觉传感器、听觉传感器、嗅觉传感器、味觉传感器。
2.机器人的速度与加速度测量都常用哪些传感器？答：速度：测速发电机、增量式码盘；加速度：压电式加速度传感器、压阻式加速度传感器。
3.机器人的力觉传感器有哪几种，机器人中哪些方面会用到力觉传感器？答：种类：电阻应变片式、压电式、电容式、电感式、各种外力式传感器。
有三方面：1.装在关节驱动器上的力传感器。
2.装在末端执行器和机器人最后一个关节之间的力传感器。
3.装在机器人手抓指关节上的力传感器。
4.机器人的视觉传感器常用哪些方法，图像如何获取和处理？答：图像的获取：1.照明2.图像聚焦成像3.图形处理形成输出信号。
处理：1.图像的增强2.图像的平滑3.图像的数据编码和传输4.边缘锐化5.图像的分割。
5.能否设想一下，一个高智能类人机器人大约会用到哪些传感器技术？答：位置传感器，速度传感器，触觉传感器，接近觉传感器，视觉传感器，听觉传感器，嗅觉传感器，味觉传感器。
6.编码器有哪两种基本形式？各自特点是什么？两种基本形式：增量式、绝对式增量式：用来测量角位置和直线位置的变化，但不能直接记录或指示位置的实际值。
在所有利用增量式编码器进行位置跟踪的系统中，都必须在系统开始运行时进行复位。
绝对式：每个位置都对应着透光与不透光弧段的惟一确定组合，这种确定组合有惟一的特征。
通过这特征，在任意时刻都可以确定码盘的精确位置。
7.简述直流电动机两种控制的基本原理答：直流伺服电动机的控制方式主要有两种：一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩，定子磁场保持不变，其电枢电流可以达到额定值，相应的输出转矩也可以达到额定值，因而这种方式又被称为恒转矩调速方式。
第1章机器人控制技术绪论
1954年 “可编程”“示教再现”机器人
美国人George C. Devol设计制作了世界上第一台机器人实验装置，并发 表了题为《适用于重复作业的通用性工业机器人》的文章。
2019/7/23
智能与控制工程研究所
7
60年代 机器人产品正式问世，机器人技术开始形成
机器人原理及控制技术
Principle and Control Techniques of Robot Manipulators 黄心汉
华中科技大学控制科学与工程系
章节安排
第一章 绪论 第三章 运动学方程 第五章 微分变换 第七章 控制 第九章 静态力
第二章 齐次变换 第四章 逆运动学方程 第六章 动力学 第八章 运动轨迹 第十章 力控与顺应控制
1960年美国“联合控制公司”（Consolidated Control）根据Devol的专利 技术，研制出第一台真正意义上的工业机器人，并成立了Unimation公司， 开始定型生产名为Unimate的工业机器人。
两年后，美国“机床与铸造公司”（AMF）也生产了另一种可编程工业 机器人Versatran。
随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来,机器人所涵盖的内 容越来越丰富，机器人的定义也不断充实和创新。下面给出一些有 代表性的定义。
2019/7/23
智能与控制工程研究所
10
国际和国外相关组织的定义
国际标准化组织（ISO）的定义：机器人是一种自动的、位置可控的、 具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助可编 程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务。
综合诸家的解释，概括各种机器人的性能，我们认为可以按以下 特征来描述机器人：
机器人课程PPT课件
•
医疗方面发挥作用。
43
微型飞行器：被认为是未来战场上的重要侦察和攻击武器，能以可接受的成本执行某一有价值的任务。这种飞行器必须能够传输实时图像或执行其它功能，有足够小的尺寸（小于20厘米）、足够的巡航范围（如不小于5公里）和飞行时间（不小于15分钟）。
微型战术无人机：可用于战争危险估计、目标搜索、通信中继，监测化学、核或 生物武器，侦察建筑物内部情况。可适 用于城市、丛林等多种战争环境。因为 其便于携带，操作简单，安全性好的优
62
•
应用领域的进一步扩大
机器人在制造业中的发展是成功的，正逐步涉足非制造业。随着人类改造大自然要求的提高，以及机器人适应特殊环境能力的增强，农业、林 业、军事、海洋勘探、太空探索、生物医学工程 等行业将是机器人崭露头角的新领域。深入日常生活在人们的日常生活中，各种服务机器人也将向我们走来，娱乐机器人将给我们的生活增添无限乐趣。清洁机器人将减轻我们繁重的家务。保健机器人可为老人和残疾人提供保健帮助，是人
10
即分为示教－存储－再现-操作四
•
示教－再现步进行。
示教：方式有两种：(1) 直接示教－手把手；(2) 间接示教－示教盒控制。存储：保存示教信息。再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发出重复动作的命令。
7.12.13 控制
顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备）按动作先后顺序的设定、检测等。位置信息：作业之间各点的坐标值，包括手爪在该点上的姿态，通常总称为位姿（ POSE）。时间信息：各顺序动作所需时间，即机器人完成各个动作的速度。
•
执4 行机构：机器人的足、腿、手、臂、腰及关节等，它是机器人运动和完成某项任务所必不可少的组成部分。
5 控制器：是机器人的核心，它负责对机器人的运动和各种动作控制及对环境的识别。现代工业机器人的控制器都是由计算机控制系统组成，控制方式主要有示教再现、可编程控制、遥控和自主控制等多种方式。
机器人控制原理
机器人控制原理机器人控制原理是指控制机器人运动、动作和行为的基本原理。
在现代工业和科学技术领域，机器人已经成为一个重要的工具和研究对象。
了解机器人控制原理对于设计、制造和应用机器人具有重要意义。
首先，机器人的控制原理涉及到传感器和执行器的应用。
传感器是机器人获取外部信息的重要手段，包括光电传感器、接近传感器、压力传感器等。
传感器可以让机器人感知环境的变化，从而做出相应的反应。
执行器则是机器人执行动作的装置，包括电机、液压装置、气动装置等。
通过传感器和执行器的配合，机器人可以实现对外部环境的感知和控制。
其次，机器人的控制原理涉及到控制系统的设计和实现。
控制系统是指对机器人进行控制和调节的一套系统，包括控制算法、控制器、执行器和传感器等。
控制系统的设计需要考虑机器人的运动学和动力学特性，以及外部环境的变化和干扰。
控制系统的实现需要运用控制理论和工程技术，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
通过控制系统的设计和实现，可以实现对机器人运动、动作和行为的精确控制。
另外，机器人的控制原理涉及到人机交互和自主控制的问题。
人机交互是指人与机器人之间的信息交流和指令传递，包括语音控制、手势控制、遥控器控制等。
人机交互可以让人类更加方便地控制和操作机器人，提高工作效率和安全性。
自主控制是指机器人能够根据预先设定的任务和环境条件，自主地进行决策和行动。
自主控制需要机器人具备一定的智能和学习能力，可以根据环境变化和任务要求做出相应的反应和调整。
总之，机器人控制原理是一个涉及多个学科和领域的综合性问题，包括机械工程、电子工程、计算机科学、控制科学等。
了解机器人控制原理对于提高机器人的性能和应用价值具有重要意义，也是未来机器人研究和发展的重要方向之一。
希望通过不断的研究和实践，可以更好地理解和应用机器人控制原理，推动机器人技术的发展和应用。
机器人的控制方法与原理
机器人的控制方法与原理机器人的控制方法与原理是现代机器人技术的核心内容之一。
随着科技的进步和人工智能的快速发展，机器人在各个领域中起着越来越重要的作用。
机器人的控制方法和原理决定了机器人的运动、感知和决策能力，对于实现机器人的自主操作具有至关重要的意义。
一、机器人的感知与控制机器人通过感知环境中的信息获取输入数据，然后根据程序进行运算，最终实现对机器人各个部件的控制。
机器人的感知与控制主要包括以下几个方面：1. 传感器：机器人使用各种传感器来感知环境，例如，视觉传感器、声音传感器、力传感器等。
通过这些传感器的信息反馈，机器人可以获取环境中的物体位置、大小、形状等信息，进而判断应该采取何种动作。
2. 数据处理：机器人利用计算机进行数据处理和分析。
通过对传感器获取的原始数据进行处理和运算，机器人可以识别环境中的物体、计算运动轨迹等。
3. 控制算法：机器人的运动依赖于各个部件的协调工作。
通过控制算法，机器人可以实现运动的规划和控制，例如路径规划、障碍物避开等。
二、机器人的控制方法机器人的控制方法主要分为两种：手动控制和自主控制。
1. 手动控制：手动控制是指通过操纵面板、遥控器或计算机界面等外部设备来操控机器人的动作。
这种控制方法一般适用于较简单的机器人任务，例如工业生产线上的机械臂。
2. 自主控制：自主控制是指机器人根据预先设定的程序和算法自主地进行决策和行动。
这种控制方法要求机器人具备一定的智能和学习能力。
自主控制的机器人可以根据环境变化做出相应的决策，适应各种复杂的工作场景。
三、机器人的控制原理机器人的控制原理是基于控制系统的理论和方法。
控制系统是指通过测量、比较、计算和决策等过程对对象进行控制的系统。
机器人控制系统主要包括以下几个方面：1. 反馈控制：机器人通过对其输出信号和期望值进行比较，从而实现对其行为的调节和纠正。
反馈控制主要通过传感器获取机器人的状态信息，并根据这些信息来调整机器人的动作。
机器人机械臂控制技术的工作原理
机器人机械臂控制技术的工作原理机器人机械臂是一种现代化的控制技术，它由各种不同的元件组成，使用电子控制逻辑和高级计算技术来完成复杂操作。
在本文中，我将详细介绍机器人机械臂控制技术的工作原理，包括其组成、运动控制方法，以及智能化和自适应控制方案。
一、机器人机械臂的组成机器人机械臂主要由电动马达、减速器、传感器组件、制动器、连杆和手指等组成。
各个组件之间密不可分，相互协助完成精密的操作任务。
电动马达通常是机器人机械臂的基础设备，它们负责推动叶轮或链轮组件，使机械臂完成各种复杂的任务。
减速器并不是必需的组件，但它们可以提供额外的驱动力和减少过程中的机械波动。
传感器组件是一个非常关键的组成部分，它可以帮助机器人机械臂制约位置和速度，并监测外界环境的变化，以便更好地执行任务。
传感器组件包括接近开关、温度传感器、压力传感器和光电传感器等，它们能够感知不同的信号，并通过智能控制系统进行分析和处理。
制动器通常是用于控制运动顺序和保护机器人机械臂免受过量振动和惯性影响的组件。
它们能够实时翻转机械臂的方向，以便更好地应对不同的工作环境和任务。
二、机器人机械臂的运动控制方法机器人机械臂的运动控制方法通常包括位置控制、速度控制和力控制等。
它们可以通过控制机械臂的动态模型，精确定位、控制速度和力量等，以便实现各种复杂的任务。
①位置控制位置控制通常是机器人机械臂最基础的控制方法。
它们能够通过执行位置命令，在不同的位置上调整机械臂，以便精确地控制其运动轨迹和执行任务。
在执行位置控制时，机器人需要通过各种传感器和计算机软件进行实时监测，以便更好地应对环境变化和时间延迟。
②速度控制速度控制通常是机器人机械臂的次级控制方法，它们能够自动控制机械臂的速度，以便更好地适应不同的环境和工作任务。
在执行速度控制时，机器人需要通过调整内部计时钟和电动马达的输出电流，以便实现平滑和安全的运动。
③力控制力控制通常是机器人机械臂最高级的控制方法，它能够控制机械臂的力量，以便更好地处理不同的工件和部件。
华中科技大学控制科学与工程系参考书目
控制科学与工程系专业名称研究方向参考书目▲系统分析与集成01复杂系统控制与决策02复杂系统非线性分析03分子生物计算04综合集成技术与方法428《运筹学》（修订版）清华大学出版社429（1）《自动控制原理》胡寿松主编，国防工业出版社（2）《自动控制原理》孙德宝主编，化工出版社▲控制理论与控制工程01非线性与复杂系统的控制理论与应用02神经网络及智能控制03计算机集成控制与网络技术04现代电力电子电气传动05机器人原理及应用06模式识别与数据融合技术428《运筹学》（修订版）清华大学出版社429（1）《自动控制原理》胡寿松主编，国防工业出版社（2）《自动控制原理》孙德宝主编，化工出版社▲检测技术与自动化装置01检测理论与方法02传感技术与智能系统03测量、控制与管理一体化技术04信息获取、分析与处理428《运筹学》（修订版）清华大学出版社429（1）《自动控制原理》胡寿松主编，国防工业出版社（2）《自动控制原理》孙德宝主编，化工出版社▲系统工程01决策分析02决策支持03智能化集成系统04复杂系统的理论与应用05物流系统06生物信息控制与计算428《运筹学》（修订版）清华大学出版社429（1）《自动控制原理》胡寿松主编，国防工业出版社（2）《自动控制原理》孙德宝主编，化工出版社★▲系统信息化技术01企业信息化02工程信息化03商务信息化04政务信息化428《运筹学》（修订版）清华大学出版社429（1）《自动控制原理》胡寿松主编，国防工业出版社（2）《自动控制原理》孙德宝主编，化工出版社。
(NEW)华中科技大学《829自动控制原理(含经典控制理论、现代控制理论)》历年考研真题汇编(含部分
(NEW)华中科技大学《829自动控制原理（含经典控制理论、现代控制理论)》历年考研真题汇编（含部分答案）一、考研真题汇编的重要性和意义考研真题汇编是考生备考的重要辅助工具，尤其对于自动控制原理等专业课程来说，历年考研真题可以帮助考生了解考试的题型、考点和难度，为备考提供指导。
华中科技大学的《829自动控制原理（含经典控制理论、现代控制理论)》是自动化专业的一门重要课程，对于考研的自动化相关专业来说，这门课程是必备的。
历年的考研真题汇编对于考生来说具有重要的参考价值。
二、汇编内容简介本文档是华中科技大学《829自动控制原理（含经典控制理论、现代控制理论)》历年考研真题的汇编。
该汇编包含了多年来的考研真题，并且对于部分题目还给出了答案，方便考生进行自测和对照。
三、汇编的组织结构本文档的组织结构如下：1.第一章：经典控制理论的考研真题–第一节：选择题–第二节：填空题–第三节：计算题2.第二章：现代控制理论的考研真题–第一节：选择题–第二节：填空题–第三节：计算题3.第三章：综合题–第一节：经典控制理论的综合题–第二节：现代控制理论的综合题每一章节下的选择题、填空题和计算题会按照年份进行归类，并标注出所属年份，方便考生查找和对照。
四、如何使用考研真题汇编考生可以按照自己的需求选择使用考研真题汇编的内容。
一般建议做选择题，选择题考察了知识点的广度和答题的速度，可以帮助考生快速了解自己对知识点的掌握程度；可以进行填空题的练习，填空题考察了知识点的深度和理解程度，可以帮助考生巩固和强化知识点；进行计算题的练习，计算题考察了知识点的应用能力和解题技巧，可以帮助考生提高解题的速度和准确性。
在做题的过程中，考生可以将自己的答案与汇编中给出的部分答案进行对照，及时发现和纠正自己的错误，提高解题的能力和成绩。
五、注意事项和建议考生在使用考研真题汇编时，需要注意以下几点：1.注意区分历年考研真题的难度变化，不要只做最新年份的考题，可以适当进行历年题目的练习。
《机器人学》教学大纲
《机器人学》课程教学大纲、课程基本信息二、课程目标（一）总体目标:机器人学是智能制造工程专业培养计划中一门高度交叉、前沿的重要专业必修课程，融合了运动学/动力学分析、机械学、控制理论与工程、计算机技术、人工智能等多学科内容的综合性新技术应用课程.通过该课程的学习，使学生了解并掌握机器人学相关的基本理论和方法，具有现代机器人系统设计、分析、应用等基本能力和以后从事相关科学研究和技术工作的能力。
本课程针对智能制造工程专业的特点，主要介绍机器人数学基础、工业机器人、服务机播人的基本机械结构设计、运动学与动力学分析，以及机器人传感器和控制技术等基础理论和技术基础知识，并以实际工程应用为背景，安排各类机器人实样参观、专题讲座、实验等内容。
通过本课程教学，不但使学生掌握机器人技术的基本理论知识，使学生对各类机器人技术和开发方法有所了解，同时通过课程设计等活动培养其在逻辑思维、科学研究和设计实践上的能力，从而培养学生综合运用机器人技术解决智能制造领域实际工程问题的能力。
（二）课程目标：课程目标1：学习并掌握现代机器人的基本理论及方法，具有应用机器人解决工程问题的创新意识和能力；（支撑毕业要求1）课程目标2：学习并掌握工业机器人、服务机器人的状态检测和控制技术，具有利用先进控制理论和方法进行机器人控制并完成具体工程应用的能力；（支撑毕业要求2）课程目标3：学习并掌握现代机器人的总体设计、技术设计和详细结构设计及控制系统设计等内容,具有根据实际工程问题设计相应机器人解决方案的能力：（支撑毕业要求3）课程目标4：评定方法包括课后作业（15%）、实验（20%）、项目研究（15%）和期末考试（50%）环节,总评成绩以百分计，满分100分，各考核环节所占分值比例和根据具体情况微调。
2.（三）评分标准通过机器人的实验，获得相关实验设计和实验技能的基本训练，具有应用相关实验方法解决实际工程问题的能力。
（支撑毕业要求5）（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系三、教学内容第1章：绪论（3学时）通过本章内容的教学，使学生了解机器人学的起源与发展，讨论机器人学的定义，分析机器人的特点、结构与分类。
华科控制系各专业培养计划
(32/2)
(40/2.5) (16/1) (5)
(6)
(7)
专业任选课程（7.5学分）
课程名称 计算方法 数学模型 系统仿真与Matlab 数字信号处理 误差理论与数据处理 弱信号获取方法 电子商务 互联网技术 信息安全 学时/学分 (32/2) (32/2) (32/2) (32/2) (32/2) (32/2) (32/2) (32/2) (32/2) 开课学期 (3) (3) (5) (5) (5) (6) (6) (6) (6)
专业任选课程
课程名称 人工智能 最优控制 系统辨识 智能控制 控制系统工程案例 机器人原理 现代生物技术导论 模式识别 现场总线 学时/学分 (32/2) (32/2) (32/2) (32/2) (32/2) (32/2) (32/2) (32/2) (32/2) 开课学期 (6) (7) (7) (7) (7) (7) (7) (7) (3)
政治课
英语 大学语文 体育 人文社科类选修课程
(240/15)
(224/14) (32/2) (64/4) (160/10) （选修）
(1-3)
(1-4) (1) (1-4)
学科大类基础(大平台)课程(必修) 28.5学分
课程名称 工程制图 学时/学分 (40/2.5） 开课学期 (1)
智能交通实验
微机控制技术
(16/1)
(32/2)
(5)
(7)
自动化专业方向限选
运动控制方向 专 业 方 向 （ 学 分 ）
Electronic and Electrical Engineering UCAS code: H600 过程控制方向 Chemical Engineering H800（Control) 系统工程方向 Electronic Engineering with Business Management BEng/MEng UCAS code: HN61
华中科技大学机械科学与工程学院招生简章
2858 熊体凡
02 机电系统动态设计与振动、 0048 陈立平
噪声控制
0224 黄其柏
0322 李世其
0826 杨家军
1261 王学林
1410 程远雄
1584 张云清
1585 毛宽民
1965 王书亭
2265 赵建军
2431 邱浩波
2866 彭江英
2893 庞行志
①101 思想政治理论 ②201 英语一 ③301 数学一 ④408 计算机学科专业
06 数字化成形与制造
080202▲机械电子工程
01 电子制造技术与装备
02 机器人技术
03 流体传动与控制技术
04 嵌入式系统与设备控制 05 数控技术与装备
指导教师
1575 张华书 1576 熊良山 1871 甘志银 1961 严思杰 2335 汪连山 0933 张海鸥
招生 人数
考试科目
备注
0772 熊有伦 1055 周云飞 1211 李小平 1214 陈学东 1583 尹周平 1960 李小清 2936 陶 波 2937 黄永安 0105 丁 汉 0772 熊有伦 1208 杨文玉 1214 陈学东 1413 罗 欣 1579 熊蔡华 1853 孙容磊 0272 李宝仁 0836 杨曙东 1086 朱玉泉 1209 曹树平 1414 贺小峰 1856 唐群国 1963 朱碧海 1964 刘银水 2258 杜经民 2419 杨 钢 0048 陈立平 1002 赵英俊 1368 李锡文 2265 赵建军 2936 陶 波 2978 易朋兴 0041 陈吉红 0070 陈幼平 0134 冯清秀
2
学院在强化自身建设的同时，还先后与美、英、德、日、韩、俄、澳大利亚、新加坡、 香港等多所大学、研发机构和著名企业建立了广泛的合作办学和合作研究关系，为引进和培 养一流的国际型人才，积极参与国际竞争与合作奠定了基础。近十年来，学院承担并完成国 家和企业的科研项目近千项，获国家科技进步奖 9 项、国家技术发明 4 项、省部级科技进步 奖 100 余项。1999 年以机械学院为核心的华中科技大学 CIMS 中心，荣获了国际制造工程师 （SME）颁发的大学领先奖。
《机器人控制技术》课件
机器人控制技术是机器人技术的重要组成部分，它利用计算机系统对机器人的运动进行精确控制，实现各种复杂动作和任务。机器人控制技术具有高效性、精确性、可靠性和自主性等特点，能够提高机器人的作业效率和精度，降低故障率，增强机器人的自主性和适应性。
详细描述
总结词：机器人控制技术经历了从传统控制方式到现代智能控制方式的转变，其发展历程包括手动控制、程序控制、离线编程控制、示教再现控制和智能控制等阶段。
总结词
总结词：机器人运动控制技术广泛应用于工业制造、医疗康复、航空航天、服务娱乐等领域。详细描述：在工业制造领域，机器人运动控制技术被广泛应用于自动化生产线、装配线、焊接线等场合，能够提高生产效率、降低人工成本、保证产品质量。在医疗康复领域，机器人运动控制技术可以实现精细化的手术操作、康复训练等，有助于提高医疗水平和康复效果。在航空航天领域，机器人运动控制技术被用于无人机的飞行控制、空间机器人的姿态控制等，能够提高飞行和操作的稳定性和精度。在服务娱乐领域，机器人运动控制技术可以实现机器人的自主导航、人机交互等，提高服务质量和用户体验。
未来机器人运动控制技术的发展趋势包括智能化、模块化、标准化和网络化。
总结词
随着人工智能和计算机技术的发展，机器人运动控制技术将越来越智能化，能够实现自主学习和决策，提高机器人的自主性和适应性。同时，机器人运动控制技术将趋向于模块化和标准化，方便实现不同机器人之间的互操作和协同工作。此外，随着物联网和云计算技术的发展，机器人运动控制技术将实现网络化，能够实现远程控制和数据共享，提高机器人的可维护性和扩展性。
特点
实时性、准确性、可靠性和自适应性。实时性是指感知系统能够快速响应环境变化；准确性是指感知数据应尽可能精确地反映实际情况；可靠性是指感知系统应具有较高的稳定性和可靠性；自适应性是指感知系统应能根据环境变化进行自我调整和优化。
华中科技大学人工智能与自动化学院2019-2020第一学期课表(适用于学术型硕士V8)
下午
5-6
燃料电池及其控制2-9周C12-S211
交流电机控制原理与设计10-17周C12-N507
7-8
机器人原理与控制技术2-9周C12-S505
最优控制2-9周C12-S512
晚上
9-10
数据库设计与实现1班2-9周C12- S203
线性系统理论2-9周C12-N204
人工智能与自动化学院研究生专业课课程表
自动控制系适用2019—2020学年第一学期（学术型硕士）
课程
学时
学分
控制工程数学48/3樊慧津关治洪刘慧池明；线性系统理论32/2秦肖臻关治洪；机器人原理与控制技术32/2黄剑；最优控制32/2胡晓娅、刘慧；网络化控制系统及其应用32/2周纯杰孙志刚秦元庆；交流电机控制原理与设计32/2沈安文李叶松；模糊控制32/2赵金刘洋；鲁棒控制理论基础32/2方华京郑英；现代功率变换器技术32/2程善美徐金榜；DSP原理与运动控制系统32/2李叶松尹泉；系统辨识32/2孙志刚肖力；燃料电池及其控制32/2李曦邓忠华蒋建华；非线性控制理论基础32/2关治洪胡滨刘智伟黄剑；计算神经科学32/2关治洪、胡滨、黄剑
11-12
最优化理论与方法2-9周C12-S304
分布式系统与物联网2-9周C12-S306
四
上午
1-2
复杂网络与控制2-9周C12-N510
3-4
系统科学与工程导论2-9周C12-S512
统计数据分析2-9周C12-N211
下午
5-6
7-8
晚上
9-10
建模与仿真2-9周C12-S207
11-12
中国特色社会主义理论与实践研究13班2-10周C12- S201
【华中科技大学-机器人教程】第10章 力控与顺应控制
时的伺服刚度，以满足机器人顺应外部环境的能力。其代表作是：
• J K Salisbury. Active Stiffness Control of a Manipulator in Cartesian Coordinates. IEEE Conf. of Decision and Control. Nov. 1980. pp.95-106. Dept. of Computer Science, Stanford University.
• 位置/力混和控制（ Hybrid Position/Force Control ）
•
位置/力混和控制是由Raibert and Craig 在1981年提出的 它的
思想是分别将机器人的力控和位置控制在控制器的两个不同通道上实
现，这就是著名的R－C控制器。其代表作是：
• M H Raibert and J J Craig. Hybrid Position/Force control of
本的Movemaster－Ex系列机器人，它们的基坐标都设置在腰关节上，而美 国的Stan器人则是以肩关节坐 标作为机器人的基坐标的。
2021年3月 Tuesday
智能与控制工程研究所
3
机器人的位置控制主要有直角坐标和关节坐标两种控制方式。
直角坐标位置控制：是对机器人末端执行器坐标在参考坐标中的位置和姿态的控制。 通常其空间位置主要由腰关节、肩关节和肘关节确定，而姿态（方向）由腕关节的 两个或三个自由度确定。通过解逆运动方程，求出对应直角坐标位姿的各关节位移 量，然后驱动伺服结构使末端执行器到达指定的目标位置和姿态。
解运动位置的控制RMPC，解运动速度的控制RMRC，解运动加速度的 控制RMAC和解运动力的控制RMFC这四种控制方法是机器人运动控制的经典 之作。
工业机器人华中科技大学第四版答案
工业机器人华中科技大学第四版答案一、判断题第一章1、工业机器人由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成。
√2、被誉为“工业机器人之父”的约瑟夫·英格伯格最早提出了工业机器人概念.×3、工业机器人的机械结构系统由基座、手臂、手腕、末端操作器4大件组成.×4、示教盒属于机器人一环境交互系统。
×5、直角坐标机器人的工作范围为圆柱形状。
×6、机器人最大稳定速度高，允许的极限加速度小，则加减速的时间就会长一些。
√7、承载能力是指机器人在工作范围内的特定位姿上所能承受的最大质量。
×第二章1、工业机器人的机械部分主要包括末端操作器、手腕、手臂和机座。
×2、工业机器人的机械部分主要包括末端操作器、手腕、手肘和手臂。
×3、工业机器人的手我们一般称为末端操作器。
×4、齿形指面多用来夹持表面粗糙的毛坯或半成品.√5、吸附式取料手适应于大平面、易碎、微小的物体。
√6、柔性手属于仿生多指灵巧手。
√7、摆动式手爪适用于圆柱表面物体的抓取。
√8、柔顺性装配技术分两种：主动柔顺装配和被动柔顺装配。
√9、一般工业机器人手臂有4个自由度.×10、机器人机座可分为固定式和履带式两种.×11、行走机构按其行走运动轨迹可分为固定轨迹和无固定轨迹两种方式.√12、机器人手爪和手腕最完美的形式是模仿人手的多指灵巧手。
√13、手腕按驱动方式来分，可分为直接驱动手腕和远距离传动手腕。
√第三章1、正向运动学解决的问题是：已知手部的位姿，求各个关节的变量.×2、机器人的运动学方程只局限于对静态位置的讨论。
√第四章1、用传感器采集环境信息是机器人智能化的第一步.√2、视觉获得的感知信息占人对外界感知信息的60%。
×3、工业机器人用力觉控制握力。
×4、超声波式传感器属于接近觉传感器。
√5、光电式传感器属于接触觉传感器。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
[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
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
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
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）：
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）
[8]K.S.Fu, R.C.Gonsalez, C.S.G.Lee. Robotics: Control, Sensing, Vision and Intelligence. Me Graw-Hill Book Company, 1987
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
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
[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
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 Nhomakorabea原理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