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《運動建模與控制系統設計》共10章，系統論述了運動起源——驅動器，實現基礎——機構，分析基礎——運動學和動力學建模，控制系統組成——運動感知、控制算法、控制器硬件和軟件等方面的知識。主要內容有典型的仿生運動機構，坐標系變換、運動學、動力學建模，常用運動測量傳感器及定位、避障，常規和智能驅動器，電動機電磁原理、伺服電動機模型及控制策略，運動控制系統建模，常用運動控制算法，運動控制器硬件和軟件及操作系統、現場總線技術，柔順運動控制以及運動控制系統設計案例等。
本書為自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程、測控技術和機械設計制造及其自動化等工科專業的本科生及研究生編著，也適合作為從事運動控制相關行業的工程技術人員的參考讀物。
作者簡介
王斌銳，中國計量學院教授，浙江省“151”人才和中青年學科帶頭人，中國計量學院機電工程學院教學副院長，中國計量學院自動化“國家特色專業”、“卓越工程師教育培養計劃”、教育部“專業綜合改革試點”等項目主要成員，為本科生和研究生講授“運動控制系統”和“機器人技術”等課程。長期從事復雜運動機構建模、伺服運動控制、仿生運動機構與控制等方面的教學與科研工作，主持國家級項目一項，省部級項目三項。近年來獲得浙江省高等教育教學成果二等獎一項。發表SCI、EI學術論文和SSCI教學論文40余篇，授權發明專利10項。
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第1章 緒論 1.1 運動的基本概念與分類 1.2 運動控制系統的組成和分類 1.3 運動控制系統的特點 1.4 小結 習題 第2章 運動機構分析 2.1 運動副 2.2 基座固定的運動 2.3 無基座的運動 2.3.1 輪式移動機構 2.3.2 履帶式移動機構 2.3.3 混合越障式移動機構 2.3.4 腿式移動機構 2.3.5 地面爬行機構 2.3.6 爬壁機構 2.4 水下運動 2.5 空中運動 2.6 隨動運動機構 2.7 傳動機構 2.7.1 減速方式 2.7.2 滾珠絲杠 2.7.3 鏈條和皮帶傳動 2.7.4 多連桿機構 2.7.5 制動器 2.7.6 聯軸器 2.7.7 齒輪傳動 2.8 運動機構的串并聯與開閉鏈 2.8.1 開閉鏈機構 2.8.2 串聯機構 2.8.3 并聯機構 2.9 人體的骨骼運動 2.10 運動機構的性能 2.11 仿生機構設計案例 2.11.1 4連桿仿生膝關節機構優化設計 2.11.2 氣動肌肉仿生關節機構模型 2.11.3 關節機構優化設計仿真 2.12 量子運動 2.13 小結 習題 第3章 運動學和動力學建模 3.1 基本術語 3.1.1 完整系統和非完整系統 3.1.2 保守力和非保守力 3.1.3 廣義坐標 3.1.4 剛體與柔性體 3.1.5 直角坐標系 3.1.6 圓柱坐標系 3.1.7 球坐標系 3.1.8 固定坐標系與移動坐標系 3.2 運動學建模 3.2.1 坐標變換 3.2.2 D-H參數 3.2.3 位置運動學分析 3.2.4 速度運動學分析 3.3 動力學建模 3.3.1 動力學建模方法 3.3.2 6自由度步行機器人的動力學建模 3.4 12自由度步行機器人案例 3.4.1 12自由度步行機器人的運動學 3.4.2 12自由度步行機器人的動力學 3.4.3 步行機器人拉格朗日法動力學 3.5 倒立擺案例 3.5.1 牛頓-歐拉法倒立擺動力學建模 3.5.2 拉格朗日方程法倒立擺動力學建模 3.5.3 拉格朗日函數法倒立擺動力學建模 3.6 小結 習題 第4章 運動測量傳感器 4.1 測量系統的基本組成 4.2 常用的運動測量傳感器 4.2.1 旋轉變壓器 4.2.2 光電傳感器 4.2.3 脈沖編碼器 4.2.4 光柵 4.2.5 感應同步器 4.2.6 磁尺 4.2.7 限位開關 4.2.8 電位計 4.3 運動的避障感知 4.3.1 紅外傳感器 4.3.2 超聲波傳感器 4.3.3 激光傳感器 4.3.4 圖像傳感器 4.4 全局運動檢測 4.4.1 GPS定位 4.4.2 陀螺儀 4.4.3 電子羅盤 4.5 高精密位移檢測案例 4.6 小結 習題 第5章 致動方式與驅動器 第6章 伺服電動機模型及控制策略 第7章 運動控制算法設計與仿真 第8章 運動控制器的硬件和軟件 第9章 柔性體建模與柔順運動控制 第10章 案例分析 參考文獻
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