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書籍詳細

コンピュータ制御機械システムシリーズ 10)

  ロボット制御基礎論

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吉川恒夫 京大名誉教授 工博 著

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発行年月日:1988/11/25 , 判 型: A5,  ページ数:260頁

ISBN:978-4-339-04130-9,  定 価:3,240円 (本体3,000円+税)

ロボットの計算機制御について,高度な力学・代数学などの知識がなくても理解できるように,例題を多くし,新しい研究成果も採り入れて平易に解説した。

【目次】

1. ロボットの機構と制御概説
1.1 ロボットの機構
1.2 ロボットの制御
演習問題
参考文献
1. ロボットの機構と制御概説
1.1 ロボットの機構
1.2 ロボットの制御
演習問題
参考文献
2. 運動学
2.1 物体の位置と姿勢
  2.1.1 物体座標系
  2.1.2 回転行列
  2.1.3 オイラー角
  2.1.4 ロール・ピッチ・ヨー角
2.2 座標変換
  2.2.1 同次変換
  2.2.2 同次変換の積と逆変換
2.3 関節変数と手先位置
  2.3.1 一般的関係
  2.3.2 リンクパラメータ
  2.3.3 リンク座標系
  2.3.4 順運動学問題の解
2.4 逆運動学問題
2.5 ヤコビ行列
  2.5.1 物体の位置と姿勢の移動速度
  2.5.2 ヤコビ行列の定義
  2.5.3 マニピュレータのリンク速度間の関係
  2.5.4 ヤコビ行列Jνの一般的表現
  2.5.5 与えられた手先速度を実現する関節速度
  2.5.6 特異姿勢
2.6 静力学とヤコビ行列
  2.6.1 異なる直交座標系で表示した等価な力
  2.6.2 手先に発生する力と等価な関節駆動力
演習問題
参考文献
3. 動力学
3.1 ラグランジュ法とニュートン・オイラー法
3.2 力学の基礎事項
  3.2.1 ニュートンおよびオイラーの運動方程式
  3.2.2 ラグランジュの運動方程式
3.3 ラグランジュ法による運動方程式の誘導
  3.3.1 2自由度マニピュレータ
  3.3.2 n自由度マニピュレータ
  3.3.3 並列駆動2自由度マニピュレータ
3.4 ニュートン・オイラー法による運動方程式の誘導
  3.4.1 誘導の基本手順
  3.4.2 マニピュレータのリンク加速度間の関係
  3.4.3 n自由度マニピュレータ
3.5 運動方程式の利用法と必要計算量
  3.5.1 実時間制御──逆動力学問題
  3.5.2 シミュレーション──順動力学問題
3.6 マニピュレータの同定
  3.6.1 マニピュレータの同定問題
  3.6.2 ラグランジュの定式化に基づく同定法
  3.6.3 手先負荷の同定
演習問題
参考文献
4. 可操作性
4.1 可操作性楕円体と可操作度
4.2 可操作度による各種ロボットアームの検討
  4.2.1 2関節リンク機構
  4.2.2 スカラ形ロボット
  4.2.3 PUMA形ロボット
  4.2.4 直交形,円柱座標形,極座標形ロボット
  4.2.5 4関節指ハンド
4.3 可操作性の各種指標
4.4 動的可操作性
  4.4.1 動的可操作性楕円体と動的可操作度
  4.4.2 2関節リンク機構
演習問題
参考文献
5. 位置制御
5.1 目標軌道
5.2 線形フィードバック制御
  5.2.1 線形フィードバック制御則の有効性
  5.2.2 位置,速度フィードバック制御則の安定性
5.3 線形化とサーボ補償の2段階制御
  5.3.1 基本的考え方
  5.3.2 制御系の構成
  5.3.3 並列演算方式
5.4 サーボ補償器の設計と評価
  5.4.1 線形サーボ系の理論
  5.4.2 安定余裕と感度
5.5 非干渉制御
  5.5.1 非線形系の非干渉制御理論
  5.5.2 マニピュレータへの適用
  5.5.3 アクチュエータ動特性の考慮
5.6 適応制御
演習問題
参考文献
6. 力制御
6.1 インピーダンス制御法
  6.1.1 受動インピーダンス法
  6.1.2 能動インピーダンス法──1自由度系の場合
  6.1.3 能動インピーダンス法──一般の場合
6.2 ハイブリッド制御法
  6.2.1 フィードバック補償によるハイブリッド制御
  6.2.2 動的ハイブリッド制御
演習問題
参考文献
7. 冗長マニピュレータの制御
7.1 冗長マニピュレータ
7.2 制御問題の定式化と解法
  7.2.1 優先順位をもつサブタスクによる作業記述
  7.2.2 問題の定式化と基本式
  7.2.3 第2サブタスクが目標軌道で与えられる場合
  7.2.4 第2サブタスクが評価関数で与えられる場合
  7.2.5 瞬時最適化問題としての定式化
7.3 障害物回避および特異姿勢回避問題への適用
  7.3.1 障害物回避
  7.3.2 特異姿勢回避
7.4 目標関節速度の数値計算法
演習問題
参考文献
付録
付録1 関数atan2(・,・)
付録2 疑似逆行列
付録3 特異値分解
付録4 リヤプノフの安定性理論
演習問題略解
索引

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