机器人的运动学、动力学和控制技术

课程大纲

• 机器人动力学基础

  1. 经典力学基础

  2. 递归牛顿-欧拉动力学

  3. 刚性连杆的牛顿-欧拉动力学

  4. 机器人拉格朗日动力学

  5. 拉格朗日方程和连杆变换矩阵

  6. 机器人静力学

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• 机械臂的运动控制

  1. 运动控制简介：动力学模型，控制任务

  2. 关节空间控制和操作空间控制

  3. 独立关节控制：基于单/多关节模型的控制设计

  4. PID控制：PID控制理论，PID增益整定

  5. 跟踪控制：逆动力学控制，反馈线性化，被动控制

  6. 计算转矩控制：计算转矩控制理论，计算转矩类控制

  7. 自适应控制：自适应转矩控制，被动自适应控制，具有期望补偿的自适应控制

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• 足式机器人的运动控制

  1. 足式机器人的发展现状

  2. 机器人的稳定性：静态稳定和动态稳定

  3. 基于正动力学的控制：构型空间，动力学，轨迹生成

  4. 基于ZMP的机器人控制：ZMP模型，基于ZMP的步态生成，基于ZMP的行走控制

  5. 机器人的步态生成方法：足端轨迹设计、多步态规划、步态控制实现

  6. 机器人的性能评价指标：稳定裕度、弗劳德数、阻力系数、能耗比

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• 智能优化算法

  1. 什么是智能优化算法、智能优化算法的优势和意义

  2. 智能优化算法在机器人场景中的应用

  3. 粒子群算法、遗传算法、蚁群算法的算法原理介绍

  4. 智能优化算法流程、算法改进过程和参数设置原理（机器人避障、任务分配问题讲解）

  5. Dijkstra 算法原理、算法流程、算法的优缺点、算法实现和实例解析（最短路径规划问题）

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