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010-机器人运动学
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《复杂轨迹跟踪与精准控制实战课程》
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复杂轨迹跟踪与精准控制实战
📚 共计 30 章节
01
轨迹跟踪基础
运动学模型建立、坐标系变换、轨迹表示方法（多项式、样条曲线）
运动学
坐标系
样条
02
PID控制进阶
位置式PID、增量式PID、积分分离与抗积分饱和、前馈补偿
PID
抗饱和
前馈
03
模型预测控制（MPC）
MPC基本原理、约束处理、滚动优化、在轨迹跟踪中的应用
MPC
约束
滚动优化
04
线性二次型调节器（LQR）
LQR理论推导、权重矩阵设计、状态反馈控制、与PID对比
LQR
最优控制
状态反馈
05
自适应控制
模型参考自适应控制（MRAC）、自校正控制、参数估计（最小二乘法）
MRAC
自校正
最小二乘
06
鲁棒控制
H∞控制基础、小增益定理、不确定性建模、μ分析与综合
H∞
鲁棒
μ综合
07
滑模控制（SMC）
滑模面设计、趋近律选择、抖振抑制方法、高阶滑模
滑模
抖振抑制
高阶
08
非线性控制
反馈线性化、反步法（Backstepping）、李雅普诺夫稳定性分析
反馈线性化
反步法
李雅普诺夫
09
轨迹规划
时间最优轨迹、能量最优轨迹、B样条曲线插值、梯形速度规划
最优轨迹
B样条
梯形速度
10
路径跟踪与轨迹跟踪区别
路径参数化、路径跟踪控制律、横向与纵向控制解耦
路径参数
横纵向
解耦
11
移动机器人轨迹跟踪
轮式机器人运动学、差速驱动模型、阿克曼模型、纯追踪算法
轮式
阿克曼
纯追踪
12
无人机轨迹跟踪
四旋翼动力学模型、位置环与姿态环控制、串级PID、PX4/ArduPilot实践
四旋翼
串级PID
PX4
13
机械臂轨迹跟踪
关节空间与笛卡尔空间规划、逆运动学求解、阻抗控制、力位混合控制
机械臂
阻抗控制
力位混合
14
自动驾驶轨迹跟踪
横向控制（Stanley、LQR）、纵向控制（PID、MPC）、横纵向耦合
Stanley
横纵向
耦合
15
水下机器人轨迹跟踪
水下动力学模型、海流扰动补偿、深度与航向控制
水下
海流补偿
深度控制
16
多机器人协同轨迹跟踪
编队控制、领航-跟随法、虚拟结构法、一致性理论
编队
领航-跟随
一致性
17
轨迹跟踪中的状态估计
卡尔曼滤波（KF）、扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（UKF）
KF
EKF
UKF
18
轨迹跟踪中的传感器融合
IMU+GPS融合、视觉+激光雷达融合、松耦合与紧耦合
IMU/GPS
视觉融合
松紧耦合
19
轨迹跟踪中的扰动观测器
扰动观测器设计（DOB）、扩张状态观测器（ESO）、主动抗扰控制（ADRC）
DOB
ESO
ADRC
20
轨迹跟踪中的时延补偿
Smith预估器、网络控制系统、时延建模与鲁棒控制
Smith
网络控制
时延鲁棒
21
轨迹跟踪中的输入饱和
抗饱和控制、参考治理、条件积分技术
抗饱和
条件积分
参考治理
22
轨迹跟踪中的避障
人工势场法、动态窗口法（DWA）、快速随机搜索树（RRT）、TEB算法
势场法
DWA
RRT
TEB
23
轨迹跟踪中的学习控制
迭代学习控制（ILC）、强化学习（RL）在跟踪中的应用、模仿学习
ILC
强化学习
模仿学习
24
轨迹跟踪中的优化求解
二次规划（QP）、序列二次规划（SQP）、内点法、OSQP求解器
QP
SQP
OSQP
25
轨迹跟踪中的实时性
代码优化、嵌入式实现、FPGA加速、RTOS任务调度
嵌入式
FPGA
RTOS
26
轨迹跟踪中的故障诊断
残差生成、阈值检测、基于模型的故障隔离、容错控制
残差
故障隔离
容错
27
轨迹跟踪中的仿真工具
MATLAB/Simulink仿真、Gazebo+ROS仿真、Carla仿真、Webots仿真
Simulink
ROS
Carla
28
轨迹跟踪中的硬件在环测试
HIL架构、实时目标机、信号调理、测试用例设计
HIL
实时
测试
29
轨迹跟踪中的性能评估
跟踪误差指标（MAE、RMSE）、频域指标、鲁棒性指标、实验设计
MAE
RMSE
鲁棒性
30
综合项目实战
基于ROS的移动机器人轨迹跟踪系统设计与实现（从建模到部署全流程）
ROS
全流程
实战
所属VIP或分类
同VIP：人形机器人全身协调运动控制
同VIP：人形机器人步态建模与控制参数整定
同VIP：任务执行中的实时轨迹规划