预备知识：机器人动力学与控制详解（v1.2）

预备知识 - SC200AI 设计应用指南 V1.2 本文档深入探讨了预备知识中的机器人动力学问题，特别是在研究机器人关节速度与手端运动速度之间的关系。在机械工程背景下，机器人的速度问题是一个关键环节，它涉及到机器人如何在给定关节位置q的情况下实现高效、精确的动作。手端与杆n的连接使得手端速度可以通过研究系统n的速度来描述，这通常在机器人运动学中被用来分析和设计机器人的运动。 运动学是机器人科学的基础，它研究机器人的位置、姿态以及这些参数随时间的变化。在这个章节中，学习者将理解如何通过矢径在系0中的坐标表达式pn来表征系统n的位置和方向。这包括理解如何从全局坐标系转移到局部坐标系，以及如何计算关节速度与末端执行器速度之间的映射。 机器人动力学则进一步探讨了力和加速度如何影响机器人的运动。它涉及到牛顿运动定律在机器人系统中的应用，如力矩平衡、能量守恒和运动方程的建立。这部分内容对于理解机器人动态行为、优化控制器设计以及避免运动中的不稳定现象至关重要。 作者霍伟编著的《机器人动力学与控制》教材，全面覆盖了机器人动力学这一主题。它不仅介绍了基本概念和原理，还涵盖了机器人建模、控制算法和技术的最新进展，包括对控制方法的深入剖析。该教材特别适合控制理论与控制工程专业的硕士研究生，以及机械电子工程、机械制造及其自动化等相关专业的学生，同时也为进行机器人控制研究的博士生和工程技术人员提供了宝贵的参考资料。 教材结构包括三章：机器人运动学、机器人动力学和机器人控制，分别阐述了机器人的运动描述、动力学模型建立以及如何通过控制策略实现预定的运动目标。通过阅读这本书，读者将获得扎实的理论基础，以便在实际应用中设计和优化机器人系统。 总结来说，预备知识部分着重于机器人运动学和动力学基础知识的掌握，这是理解机器人技术的基石。后续章节会逐渐引入更高级的控制理论和实际应用案例，使读者能够将理论知识转化为实际的机器人设计和控制系统。对于希望在这个领域深入研究或从事相关工作的专业人士来说，理解和掌握这些预备知识至关重要。