本书是“十四五”职业教育国家规划教材｡本书以MATLAB R2016a为基础,依托MATLAB Robotic10.2为平台,分为四篇,充分利用软件工具循序渐进地系统讲解SCARA机器人和六关节机器人控制系统的设计和仿真,让机器人学更易学习和掌握｡基础篇,从机器人控制系统的概述出发,阐述了MATLAB及Simulink模块的功能以及在机器人控制系统设计与仿真中的作用;分析篇,通过案例剖析了机器人运动学､动力学和机器人运动轨迹规划等基本设计方法;实战篇,将设计和仿真SCARA机器人控制系统案例引到实际应用;拓展篇,通过设计和仿真六关节机器人控制系统案例对实际应用展开深入实践和分析｡
本套教材实现了互联网与传统教育的完美融合,采用“纸质教材+数字课程”的出版形式,以新颖的留白编排方式,突出资源的导航,扫描二维码,即可观看微课等视频类数字资源,随扫随学,突破传统课堂教学的时空限制,激发学生自主学习的兴趣,打造高效课堂｡选用本书授课的教师可发送电子邮件到gzdz@pub.hep.cn获取教学资源｡
本书既可作为机器人工程､智能制造工程､机械工程､机械设计制造及其自动化等专业的教材,也可作为工程技术与机器人研发设计人员的参考资料和培训用书｡
- 前辅文
- 教材系列项目设计
- 基础篇 初识MATLAB与机器人，小试牛刀
- 项目1 初识机器人控制系统
- 任务1 了解机器人控制系统的发展
- 1.1.1 发展现状
- 1.1.2 存在问题
- 1.1.3 发展趋势
- 任务2 认识机器人控制系统的结构
- 项目2 初识MATLAB
- 任务1 走进MATLAB世界
- 2.1.1 MATLAB桌面窗口
- 2.1.2 MATLAB帮助系统
- 任务2 熟悉MATLAB编程
- 2.2.1 M文件
- 2.2.2 变量
- 2.2.3 矩阵
- 2.2.4 基本运算符
- 2.2.5 基本语法结构
- 2.2.6 绘图基础
- 任务3 掌握MATLAB仿真
- 项目3 初识Simulink
- 任务1 走进Simulink世界
- 3.1.1 Simulink界面窗口
- 3.1.2 Simulink常用模块库
- 任务2 熟悉Simulink操作
- 3.2.1 添加/删除模块
- 3.2.2 移动模块
- 3.2.3 调整模块外形
- 3.2.4 复制/粘贴模块
- 3.2.5 设置模块参数
- 3.2.6 添加信号线
- 3.2.7 建立子系统
- 3.2.8 自制模块
- 任务3 掌握Simulink建模
- 3.3.1 Simulink仿真参数设置
- 3.3.2 Simulink仿真实例
- 分析篇 深入MATLAB与机器人，包罗万象
- 项目4 分析机器人运动学
- 任务1 建立SCARA机器人的D-H矩阵
- 4.1.1 熟悉SCARA机器人的结构与参数
- 4.1.2 计算SCARA机器人的D-H矩阵
- 任务2 分析SCARA机器人的运动学
- 4.2.1 分析SCARA机器人的正运动学
- 4.2.2 分析SCARA机器人的逆运动学
- 4.2.3 选取运动学逆解的最优解
- 任务3 仿真SCARA机器人的运动学
- 4.3.1 建立SCARA机器人仿真模型
- 4.3.2 仿真SCARA机器人运动学
- 项目5 分析机器人动力学
- 任务1 建立机器人动力学的数学模型
- 任务2 分析SCARA机器人的动力学
- 任务3 仿真SCARA机器人的动力学
- 项目6 规划机器人运动轨迹
- 任务1 规划机器人关节空间的轨迹
- 6.1.1 轨迹规划步骤
- 6.1.2 三次多项式插值
- 6.1.3 高阶多项式插值
- 6.1.4 带有抛物线过渡域的线性轨迹插值
- 任务2 规划机器人笛卡儿空间的轨迹
- 6.2.1 轨迹规划步骤
- 6.2.2 直线轨迹规划
- 6.2.3 圆弧轨迹规划
- 6.2.4 样条轨迹规划
- 实战篇 运用MATLAB控制SCARA机器人，知行合一
- 项目7 用MATLAB玩转SCARA机器人
- 任务1 设计运动轨迹
- 任务2 建立电动机模型
- 任务3 建立PID控制模型
- 任务4 建立动力学模型
- 任务5 SCARA机器人腕部耦合问题分析
- 任务6 建立完整控制系统模型
- 拓展篇 运用MATLAB控制FANUC机器人，厚积薄发
- 项目8 用MATLAB玩转FANUC机器人
- 任务1 建立FANUC机器人的D-H矩阵
- 8.1.1 熟悉FANUC机器人的结构与参数
- 8.1.2 计算FANUC机器人的D-H矩阵
- 任务2 分析FANUC机器人的运动学
- 8.2.1 分析FANUC机器人的正运动学
- 8.2.2 分析FANUC机器人的逆运动学
- 8.2.3 仿真FANUC机器人的运动学
- 任务3 分析FANUC机器人的动力学
- 8.3.1 分析FANUC机器人动力学
- 8.3.2 仿真FANUC机器人动力学
- 任务4 建立FANUC机器人控制系统
- 8.4.1 设计运动轨迹
- 8.4.2 建立动力学模型
- 8.4.3 建立完整控制系统模型
- 附录
- 参考文献
