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第1章 機器人運動控制簡介
1.1 機器人簡介 1-1
1.2 機器人系統的組成 1-4
1.3 機械臂及其影像系統簡介 1-6
1.4 機器人運動控制內容簡介 1-9
第2章 單軸PID控制器設計實務
2.1 控制系統特性與性能分析 2-1
2.2 設計符合性能規格要求之PID控制器 2-7
2.3 PID控制器程式 2-10
2.4 直流馬達速度PID控制器設計實例 2-12
2.5 伺服機位置PID控制器數位化增益設計例 2-17
2.6 機器人電機選配簡介 2-20
第3章 三度空間向量與旋轉
3.1 三度空間向量與向量乘積 3-1
3.2 三度空間旋轉矩陣 3-10
3.3 三度空間旋轉之尤拉角(Euler angle)表示法 3-13
3.4 對任意軸旋轉角度 3-14
3.5 旋轉矩陣與反對稱矩陣 3-17
3.6 四元數定義與運算 3-19
3.7 三度空間旋轉單位四元數表示法 3-22
3.8 最佳三度空間旋轉問題 3-27
3.9 三度空間旋轉表示法綜合整理 3-31
第4章 齊次轉換矩陣與透視轉換矩陣
4.1 線性轉換與仿射轉換 4-1
4.2 三度空間剛體轉換與齊次轉換矩陣 4-3
4.3 機器人座標系統轉換圖 4-5
4.4 齊次轉換矩陣方程式 4-6
4.5 剛體最佳旋轉與平移問題 4-8
4.6 相機透視轉換模型 4-9
4.7 基於同形異構轉換之相機校正 4-14
4.8 三度空間之相機校正 4-17
第5章 機械臂直接運動學
5.1 自定座標齊次轉換法 5-2
5.2 DH參數齊次轉換法 5-7
第6章 機械臂反運動學
6.1 基本公式 6-2
6.2 機械臂反運動學之解析解 6-4
第7章 機械臂軌跡規劃
7.1 機械臂軌跡規劃簡介 7-1
7.2 機械臂點到點運動控制軌跡 7-2
7.3 機械臂直角座標直線軌跡規劃 7-6
7.4 多項式插值 7-7
7.5 片段多項式軌跡曲線 7-13
7.6 三次雲形軌跡曲線(cubic spline trajectory) 7-16
7.7 B-spline雲形曲線基本架構 7-20
7.8 B-spline雲形曲線特性 7-26
7.9 B-spline曲線數據點擬合(fitting data by B-spline) 7-28
第8章 機械臂微分運動學
8.1 基本概念 8-1
8.2 計算旋轉尤拉角微分矩陣 8-3
8.3 計算機械臂幾何Jacobian矩陣 8-6
8.4 機械臂微分矩陣計算例 8-9
8.5 影像微分矩陣 8-17
8.6 機械臂速度(微分)反運動學之解法 8-21
8.7 微分矩陣之SVD分析 8-24
第9章 移動機器人速度運動學
9.1 簡介 9-1
9.2 雙輪獨立驅動移動機器人 9-4
9.3 三輪車式移動機器人 9-10
9.4 二輪自行車機器人 9-12
9.5 全方位式三輪移動機器人 9-14
9.6 麥克納姆四輪全方位移動機器人 9-16
9.7 移動機器人微分矩陣分析例 9-18
9.8 移動機器人結合影像系統例 9-21
第10章 機械臂動力學
10.1 Lagrange能量方法 10-1
10.2 牛頓尤拉法 10-9
10.3 比較Lagrange法與Newton-Euler法 10-15
10.4 串聯式機械臂動力方程式的演算法 10-19
10.5 有限制條件之機器人動力方程式 10-23
10.6 移動機器人動力方程式 10-25
第11章 機械臂控制
11.1 機械臂動態數學模型 11-1
11.2 機械臂PD控制器 11-7
11.3 機械臂可變結構滑動模式PID控制 11-9
11.4 基材搬運機械臂控制器設計範例 11-12
第12章 機械臂影像回授控制
12.1 簡介 12-1
12.2 影像伺服控制基本原理 12-2
12.3 三維空間平行四邊形影像對位 12-4
12.4 撞球機器人影像回授控制 12-9
附 錄
附錄一 機電整合系統常見的機電介面 附-1
附錄二 被動電子元件應用實務 附-14
附錄三 希臘字母表 附-29
附錄四 MATLAB 範例程式 附-33
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