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机械臂动力学与伺服轨迹控制

共计 30 章节
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01
课程导入
机械臂动力学与伺服轨迹控制的学科定位 · 工程意义 · 学习路径与核心挑战
课程导入机械臂动力学
02
数学基础
刚体运动学 · 旋转矩阵 · 齐次变换
数学基础刚体运动学
03
速度与静力分析
雅可比矩阵的推导 · 奇异性分析 · 力/力矩映射与静力平衡
速度静力分析
04
牛顿-欧拉动力学
递推算法原理 · 外推与内推过程 · 关节力/力矩计算
牛顿欧拉动力学
05
拉格朗日动力学
能量法建模 · 动力学方程推导 · 惯量矩阵与科氏力/重力项
拉格朗日动力学能量法建模
06
动力学参数辨识
最小二乘辨识 · 激励轨迹设计 · 参数估计与验证方法
动力学参数辨识最小二乘辨识
07
伺服控制基础
伺服系统组成 · 电机模型 · 电流环/速度环/位置环三环结构
伺服控制基础伺服系统组成
08
PID控制与整定
位置PID · 速度前馈 · 加速度前馈
PID控制
09
计算力矩控制
基于逆动力学的控制律设计 · 反馈线性化 · 鲁棒性分析
计算力矩控制基于逆动力学的控…
10
自适应控制
参数自适应律 · 李雅普诺夫稳定性分析 · 机械臂自适应控制器设计
自适应控制参数自适应律
11
鲁棒控制
滑模控制 · H∞控制 · 不确定性补偿与抖振抑制方法
鲁棒控制滑模控制
12
阻抗控制
力/位混合控制 · 阻抗模型 · 环境交互稳定性与参数调节
阻抗控制位混合控制
13
轨迹规划基础
关节空间与笛卡尔空间轨迹生成 · 多项式插值 · 梯形速度曲线
轨迹规划基础关节空间
14
最优轨迹规划
时间最优 · 能量最优 · 冲击最小化
最优轨迹规划时间最优
15
轨迹跟踪控制
前馈+反馈复合控制 · 零相位误差跟踪 · 重复控制与迭代学习控制
轨迹跟踪控制前馈+反馈复合控…
16
振动抑制与柔性关节控制
柔性关节建模 · 模态分析 · 输入整形与主动阻尼
振动抑制柔性关节控制
17
摩擦与间隙补偿
库仑摩擦 · 粘性摩擦 · Stribeck模型
摩擦间隙补偿
18
扰动观测器与扩张状态观测器
设计原理 · 带宽选择 · 在机械臂控制中的应用
扰动观测器扩张状态观测器
19
基于模型预测控制（MPC）
预测模型 · 滚动优化 · 约束处理
MPC基于模型预测控制
20
力/位混合控制
任务空间分解 · 选择矩阵 · 力控与位控切换
位混合控制任务空间分解
21
冗余机械臂控制
冗余度解析 · 任务优先级 · 零空间控制
冗余机械臂控制冗余度解析
22
双机械臂协同控制
主从控制 · 同步控制 · 负载分配
双机械臂协同控制主从控制
23
硬件在环仿真与实验
实时仿真平台 · 控制代码生成 · 传感器标定
硬件环仿真
24
案例实战
六轴工业机械臂动力学建模与仿真（使用…
案例实战六轴工业机械臂动…
25
案例实战
基于计算力矩控制的轨迹跟踪仿真与调参
案例实战基于计算力矩控制…
26
案例实战
阻抗控制在人机交互场景中的实现与调试
案例实战阻抗控制
27
常见问题与调试技巧
控制发散 · 跟踪误差大 · 抖动
常见问题调试技巧
28
前沿进展
学习控制 · 强化学习在机械臂控制中的应用 · 数字孪生与智能控制
前沿进展学习控制
29
综合项目
从动力学建模到伺服轨迹控制的完整设计… · 包括仿真与实验验证
综合项目从动力学建模到伺…
30
课程总结与进阶路径
知识体系回顾 · 工程实践要点 · 研究方向与学习资源推荐
课程总结进阶路径