机电整合控制：多轴运动设计与应用(第四版)(附部分内容光碟) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2024

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此书之目的即在提供机电整合及机器人系统之运动控制的基本工作原理、理论分析、设计与应用实例及实验结果等资料。

　　由于资讯化功能、网路通讯功能、以及人机介面图像化等需求愈来愈殷切，使得网际网路的持续发展必将在自动化产业上扮演更重要的角色。机构组件网路化的机电系统整合更是一个值得关注的发展潮流。应用网际网路的技术，将可提昇产品的附加价值与提高产品的竞争优势。另外值得一提的是电脑视觉与影像处理技术的持续发展势必在未来自动化产品上扮演更智慧、更重要的角色。整合高速电脑视觉处理的机电整合及机器人系统更是一值得关注的发展潮流。

　　本书共二十六章依各章之性质将全书分为三篇：基本原理篇、机械臂原理篇及运动控制应用实例篇。第一部份基本原理篇中共包含有五章，它可作为多轴运动控制的入门知识。第二部份为多轴机械臂运动控制的基础理论介绍。最后第三部份应用实例篇共有十二章，分别介绍六个运动控制系统的完整实例。为了全书内容的完整性，于本书附录中详细介绍运动控制系统常用之机电介面。

本书特色

　　1.本书以实用的基本理论为基础，以深入浅出的方式介绍机电整合系统多轴运动控制的基本知识与原理。

　　2.本书阐述机械臂及机器人的基本工作原理，其内容可加强机电整合系统之理论基础。

　　3.本书涵盖运动控制器设计与制作实例，诸如多轴伺服马达运动控制系统、半导体设备控制系统、机械臂自动钻骨控制系统以及机器人系统设计等。

第一部份　运动控制基本原理

第1章　多轴运动控制器的基本原理
1.1　简介 1-1
1.2　运动路径产生器 1-3
1.3　梯形速度曲线规划 1-6
1.4　路径插值 1-7
1.5　位置脉波产生器 1-9
1.6　位置控制器 1-10
1.7　程式流程图 1-12
1.8　结论与讨论 1-13

第2章　点到点运动轨迹设计
2.1　等速度曲线 2-1
2.2　梯形速度曲线 2-2
2.3　最短运动时间的梯形速度曲线 2-5
2.4　固定抵达时间的梯形速度曲线 2-6
2.5　S形速度曲线 2-10
2.6　 PVT运动指令格式 2-16
2.7　梯形与S形速度曲线的程式撰写技巧 2-18
2.8　其它点到点运动速度曲线 2-22

第3章　连续运动轨迹设计
3.1　简介 3-1
3.2　3段PVT运动曲线 3-2
3.3　三次云形曲线插值 3-6
3.4　均匀型基本云形曲线 3-10
3.5　非均匀型基本云形曲线 3-17
3.6　点到点速度曲线与连续运动曲线 3-24
3.7　圆弧插值 3-26

第4章　伺服控制系统分析与设计
4.1　简介 4-1
4.2　直流伺服马达控制系统之线性模式 4-2
4.4　稳定性与相对稳定 4-6
4.4　控制系统的性能与规格 4-8
4.5　稳态误差分析 4-10
4.6　控制系统的灵敏度分析 4-12
4.7　控制系统的外部干扰分析 4-13
4.8　控制系统的分析步骤 4-15
4.9　常用的控制器型式 4-21
4.10　控制系统设计 4-25
4.11　控制器数位化与实现 4-31
4.12　数位控制器的取样时间 4-34
4.14　转换数位控制器为控制程式 4-34
4.14　其他常见机电系统元件的简化线性模式 4-39

第5章　运算放大器原理与应用
5.1　类比/数位技术的演进 5-1
5.2　运算放大器基本特性与原理 5-5
5.3　基本运算放大器电路设计 5-9
5.4　泸波器设计 5-20
5.5　运算放大器的其他应用 5-29
5.6　直流伺服马达驱动控制器设计范例 5-33

第二部份　机器人运动控制基础

第6章　机器人简介
6.1　机器人简介 6-1
6.2　机器人系统的组成 6-3
6.3　机械臂简介 6-6

第7章　座标系统与齐次矩阵
7.1　直角座标系统与平移及旋转 7-1
7.2　连续旋转矩阵 7-3
7.3　齐次转换 7-15
7.4　相机座标系统 7-21

第8章　机械臂直接运动学
8.1　自定座标齐次转换法 8-2
8.2　DH参数齐次转换法 8-7

第9章　机械臂反运动学
9.1　基本技巧 9-2
9.2　机械臂运动学之解析解 9-4

第10章　机械臂微分运动学
10.1　基本概念 10-1
10.2　计算几何Jacobian矩阵 10-3
10.3　Jacobian矩阵计算范例 10-7
10.3　相机Jacobian矩阵 10-18

第11章　机械臂动力学
11.1　Lagrange法 11-1
11.2　牛顿尤拉法 11-4
11.3　二轴机械臂动力方程式范例 11-8
11.4　比较Lagrange法与Newton-Euler法 11-14
11.5　串联式机械臂动力方程式的电脑计算方法 11-18
11.6　计算范例 11-23

第12章　机械臂控制
12.1　机械臂动态数学模型 12-1
12.2　机械臂PD控制器 12-7
12.3　机械臂可变结构滑动模式PID控制 12-9
12.4　基材搬运机械臂控制器设计例 12-13

第13章　轮行移动机器人速度运动学
13.1　简介 13-1
13.2　双轮独立驱动移动机器人 13-3
13.3　三轮车式移动机器人 13-5
13.4　全方位式三轮移动机器人 13-7
13.5　二轮自行车机器人 13-8
13.6　移动机器人结合影像系统例 13-11

第14章　二足步行机器人平衡及步行控制
14.1　简介 14-1
14.2　数学模型 14-5
14.3　週期解 14-9
14.4　定点解的稳定性分析及事件驱动式控制 14-11
14.5　模拟结果 14-14
14.6　双足机器人的运动自由度与致动器个数 14-22

第三部份　机电整合运动控制应用

第15章　机电整合系统实现
15.1　选用PC-Based系统或Embedded系统 15-1
15.2　系统所需的即时性能分析 15-6
15.3　PC-Based系统架构的应用与设计 15-10
15.4　嵌入式系统架构的应用与设计 15-15
15.5　系统介面分析与规划 15-26
15.6　机电整合系统程式开发 15-38
15.7　由PC-Based架构导入Embedded架构 － 以骨骼钻孔系统为例 15-43
15.8　Embedded 与PC-Based混合架构 – 机电系统实验平台建立 15-55
15.9　专案设计与开发实例 15-60

第16章　FPGA-Based 泛用型嵌入式运动控制模组设计
16.1　前言 16-1
16.2　运动控制晶片架构设计 16-1
16.3　运动制控制晶片模组功能分析 16-3
16.4　控制模组实现 16-7
16.5　晶片整合测试 16-11
16.6　结论 16-14

第17章　双轴数位运动控制器设计
17.1　简介 17-1
17.2　硬体说明 17-2
17.3　软体制作说明 17-4
17.4　运动控制原理 17-7
17.5　实验结果 17-20
17.6　结论 17-24

第18章　脉冲型数位运动控制器设计与制作
18.1　简介 18-1
18.2　PCI标的控制器 18-2
18.3　运动控制器硬体 18-6
18.4　多轴运动控制器软体设计 18-8
18.5　运动控制器实证 18-10
18.6　结论 18-15

第19章　步进马达之驱动与运动轨迹设计
19.1　简介 19-1
19.2　步进马达控制器方块图 19-1
19.3　轨迹规划 19-2
19.4　DDA产生器 19-4
19.5　A/B相位脉波产生器 19-5
19.6　A/B脉波制作2相激磁法 19-8
19.7　微步进控制原理 19-8
19.8　微步进控制器设计例19-10
19.9　结论 19-11

第20章　遥控小马达之位置控制器设计实例
20.1　简介 20-1
20.2　位置命令信号读取 20-2
20.3　马达位置回授信号的读取 20-5
20.4　直流马达驱动电路 20-8
20.5　PID位置控制器 20-9
20.6　结论 20-12

第21章　工业控制器软体设计技术
21.1　简介 21-1
21.2　工业控制器各层软体介绍 21-1
21.3　各层软体内部细节介绍 21-3
21.4　位置控制器 21-7
21.5　轨迹规划演算法 21-9
21.6　工具机工作指令集 21-16
21.7　刀具补正 21-17
21.8　远程监控与资料分析 21-18
21.9　其它相关技术 21-19

第22章　机器人之发展与实例
22.1　机器人的发展与背景 22-1
22.2　影像测距模组于二足步行机器人之实现与应用 22-5
22.3　泛用型轮型机器人发展平台 - UBot 22-29

第23章　混合实境轮型机器人实作
23.1　前言 23-1
23.2　文献回顾 23-2
23.3　系统架构 23-3
23.4　控制方程式 23-7
23.5　系统设计 23-8
23.6　定位与避障控制 23-12
23.7　人脸追随 23-14
23.8　实验结果 23-15
23.9　人脸追随 23-20
23.10　结论 23-24

第24章　基材搬运机械臂点到点运动控制器设计
24.1　简介 24-1
24.2　运动控制器硬体设计 24-3
24.3　数位PID控制器 24-8
24.4　S形曲线运动轨迹数位化设计 24-9
24.5　运动命令指令及人机界面 24-15
24.6　安全保护机制 24-21
24.7　结论 24-23

第25章　结合影像处理之机械臂运动控制系统及应用
25.1　简介 25-1
25.2　FPGA晶片设计与规划 25-4
25.3　电脑视觉与影像处理 25-8
25.4　实验结果 25-11
25.5　结论 25-17

第26章　数位类比混合设计
26.1　数位讯号处理器发展与应用 26-1
26.2　类比技术的演进 26-6
26.3　脉波调变技术应用 26-10

附 录
附录一　机电整合系统常见的机电介面 附-1
附录二　被动电子元件应用实务 附-14
附录三　希腊字母 附-29

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