123,123,123

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書(shū)以移動(dòng)機(jī)器人數(shù)字孿生建模和應(yīng)用的工程案例為主線(xiàn)，根據(jù)功能模塊，劃分為5個(gè)項(xiàng)目，分別為移動(dòng)機(jī)器人數(shù)字孿生建模、構(gòu)建數(shù)字孿生服務(wù)和交互平臺(tái)、基于數(shù)字孿生模型的規(guī)劃算法工程實(shí)踐、基于數(shù)字孿生模型的控制算法工程實(shí)踐、基于數(shù)字孿生模型的柔性生產(chǎn)線(xiàn)工程實(shí)踐。本書(shū)內(nèi)容取材于工業(yè)企業(yè)在移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用中典型的應(yīng)用場(chǎng)景和實(shí)施內(nèi)容，按照項(xiàng)目模塊化的形式提煉，把數(shù)字孿生平臺(tái)在移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用中需要用到的知識(shí)內(nèi)容和技能融入到各個(gè)項(xiàng)目中，使讀者在項(xiàng)目學(xué)習(xí)和操作過(guò)程中，學(xué)會(huì)移動(dòng)機(jī)器人核心技術(shù)：移動(dòng)機(jī)器人數(shù)字孿生的相關(guān)知識(shí)，掌握移動(dòng)機(jī)器人數(shù)字孿生建模和規(guī)劃控制算法設(shè)計(jì)的技能。本書(shū)可作為機(jī)械類(lèi)、自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)移動(dòng)機(jī)器人方向課程的教材，也可供移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域工程技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　謝遠(yuǎn)龍，博士，籍貫江西贛州，華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院講師、碩士生導(dǎo)師。2014年6月獲得華中科技大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)士學(xué)位。2018年12月獲得華中科技大學(xué)機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位。2017年11月至2018年4月受學(xué)校資助在英國(guó)利茲大學(xué)進(jìn)行交流訪(fǎng)問(wèn)。2018年12月至2021年8月在本院國(guó)家企業(yè)信息化支撐軟件工程技術(shù)研究中心開(kāi)展博士后工作。主要研究方向包括智能控制、移動(dòng)機(jī)器人、智能制造和自主無(wú)人系統(tǒng)等領(lǐng)域。近五年以來(lái)，在IEEE TIE， IEEE TIM， IEEE-ASME TMECH， RCIM， ACC， AIM， CCC等期刊/會(huì)議發(fā)表SCI/EI 論文90余篇（其中一作/通訊作者發(fā)表SCI論文25篇，SCIE高被引論文1篇，權(quán)威期刊封面論文1篇），合著專(zhuān)著1本，申請(qǐng)/授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利45項(xiàng)。

圖書(shū)目錄

緒論(1)0.1工業(yè)數(shù)字孿生簡(jiǎn)介(1)0.1.1數(shù)字孿生的概念(1)0.1.2數(shù)字孿生的技術(shù)特征(1)0.2工業(yè)數(shù)字孿生的應(yīng)用場(chǎng)景(2)0.2.1數(shù)字化設(shè)計(jì)(2)0.2.2數(shù)字孿生機(jī)床(4)0.2.3智慧工廠(chǎng)(5)0.2.4智能運(yùn)維(6)第1章移動(dòng)機(jī)器人本體模型構(gòu)建(8)1.1移動(dòng)機(jī)器人數(shù)學(xué)模型構(gòu)建(9)1.1.1移動(dòng)機(jī)器人預(yù)備知識(shí)(9)1.1.2移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型構(gòu)建(10)1.1.3移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型構(gòu)建(11)1.2移動(dòng)機(jī)器人數(shù)字孿生模型構(gòu)建(12)1.2.1數(shù)字孿生模型構(gòu)建準(zhǔn)備工作(12)1.2.2移動(dòng)機(jī)器人幾何模型構(gòu)建(14)1.2.3移動(dòng)機(jī)器人物理模型構(gòu)建(18)1.2.4移動(dòng)機(jī)器人孿生測(cè)試平臺(tái)構(gòu)建(22)1.3移動(dòng)機(jī)器人孿生數(shù)據(jù)處理(27)1.3.1認(rèn)識(shí)MySQL(27)1.3.2準(zhǔn)備工作(27)1.3.3Unity與MySQL通信構(gòu)建(31)1.4移動(dòng)機(jī)器人孿生模型實(shí)機(jī)通信(35)1.4.1TCP原理(35)1.4.2Qt基本知識(shí)(36)1.4.3基于Qt的TCP通信準(zhǔn)備工作(37)第2章移動(dòng)機(jī)器人規(guī)劃控制算法優(yōu)化服務(wù)框架(46)2.1軌跡規(guī)劃算法優(yōu)化服務(wù)模塊(46)2.1.1規(guī)劃模塊UI面板設(shè)計(jì)及初始準(zhǔn)備(46)2.1.2規(guī)劃模式腳本設(shè)計(jì)(48)2.1.3規(guī)劃模塊運(yùn)行(51)2.2軌跡平滑優(yōu)化模塊(53)2.2.1軌跡優(yōu)化模塊UI面板設(shè)計(jì)及初始準(zhǔn)備(53)2.2.2軌跡優(yōu)化模塊腳本設(shè)計(jì)(54)2.2.3軌跡優(yōu)化模塊運(yùn)行(57)2.3軌跡跟蹤控制算法優(yōu)化與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(57)2.3.1控制模塊UI面板設(shè)計(jì)(57)2.3.2控制模塊腳本設(shè)計(jì)(58)2.3.3場(chǎng)景復(fù)位腳本設(shè)計(jì)(64)2.4虛實(shí)聯(lián)動(dòng)通信模塊(65)2.4.1環(huán)境配置(65)2.4.2在Qt中構(gòu)建TCP客戶(hù)端(67)2.4.3Qt連接MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)(70)2.4.4代碼及通信效果展示(74)第3章移動(dòng)機(jī)器人規(guī)劃算法工程實(shí)踐(87)3.1Dijkstra算法(87)3.1.1Dijkstra算法基本原理(87)3.1.2Dijkstra算法實(shí)例(89)3.2A*算法(95)3.2.1A*算法基本原理(95)3.2.2A*算法實(shí)例(96)3.3RRT算法(102)3.3.1RRT算法基本原理(102)3.3.2RRT算法實(shí)例(104)3.4遺傳算法(107)3.4.1遺傳算法基本原理(107)3.4.2遺傳算法實(shí)例(108)3.5動(dòng)態(tài)窗口算法(116)3.5.1動(dòng)態(tài)窗口算法基本原理(116)3.5.2動(dòng)態(tài)窗口算法實(shí)例(118)3.6人工勢(shì)場(chǎng)算法(127)3.6.1人工勢(shì)場(chǎng)算法基本原理(127)3.6.2人工勢(shì)場(chǎng)算法實(shí)例(129)第4章移動(dòng)機(jī)器人控制算法工程實(shí)踐(136)4.1PID控制算法(136)4.1.1基本原理(136)4.1.2算法實(shí)例(137)4.2滑模控制算法(141)4.2.1基本原理(141)4.2.2算法案例(143)4.3模糊控制算法(146)4.3.1基本原理(146)4.3.2算法案例(148)4.4模型預(yù)測(cè)控制算法(148)4.4.1基本原理(148)4.4.2算法案例(150)4.5迭代學(xué)習(xí)控制算法(154)4.5.1基本原理(154)4.5.2算法案例(156)第5章移動(dòng)機(jī)器人柔性生產(chǎn)線(xiàn)工程實(shí)踐(160)5.1柔性生產(chǎn)線(xiàn)預(yù)備知識(shí)(160)5.1.1傳統(tǒng)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)模式(160)5.1.2智能柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)模式(160)5.1.3基于數(shù)字孿生技術(shù)的智能生產(chǎn)模式(161)5.2柔性生產(chǎn)線(xiàn)仿真系統(tǒng)架構(gòu)(161)5.2.1物理層(162)5.2.2孿生數(shù)據(jù)層(162)5.2.3虛擬層(162)5.3移動(dòng)機(jī)械臂作業(yè)系統(tǒng)數(shù)字孿生模型(163)5.3.1機(jī)械臂行為模型完善(163)5.3.2機(jī)械臂控制腳本測(cè)試(181)5.3.3移動(dòng)機(jī)器人規(guī)則模型補(bǔ)充(183)5.4柔性生產(chǎn)線(xiàn)仿真系統(tǒng)構(gòu)建(185)5.4.1生產(chǎn)線(xiàn)組成單元分類(lèi)(185)5.4.2虛擬生產(chǎn)線(xiàn)構(gòu)建(186)5.4.3仿真實(shí)例(187)參考文獻(xiàn)(189)