机器人控制的实际应用

“机器人控制的实际应用”是吴伟国教授2005年起为哈工大硕士生开设并主讲至今的课程，是一门将机械、控制紧密结合来讲述基于模型的控制的实际问题课程，深受学生喜爱。2018年被评为哈尔滨工业大学研究生精品课程。

开设学校：哈尔滨工业大学；学科：工学、

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机器人控制的实际应用视频慕课课程简介：

“机器人控制的实际应用”是吴伟国教授2005年起为哈工大硕士生开设并主讲至今的课程，是一门将机械、控制紧密结合来讲述基于模型的控制的实际问题课程，深受学生喜爱。2018年被评为哈尔滨工业大学研究生精品课程。

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机器人控制的实际应用课程列表：

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第1章绪论-机器人系统、应用及其控制方法概论

-1.1 机器人操作臂系统组成及其应用

--机器人的定义

--机器人系统的组成

--工业机器人基本参数及作业要求

-1.2 机器人控制方法概论

--所谓机器人控制

--2.如何理解被控对象与控制系统的关系及控制？

第2章机器人操作臂机构与运动学

-2.1 机器人的机构与位置、姿态的表示

--机器人操作臂机构学及其基本内容（上）

--机器人操作臂机构学及其基本内容（中）

--机器人操作臂机构学及其基本内容（下）

-2.2 坐标系的表示和变换

--机器人操作臂坐标系与坐标变换（上）

--机器人操作臂坐标系与坐标变换（中）

--机器人操作臂坐标系与坐标变换（下）

-2.3 机器人机构的D-H参数及机构正运动学

--机器人操作臂运动学及求解方法（上）

--机器人操作臂运动学及求解方法（中）

-2.4 逆运动学

--机器人操作臂运动学及求解方法（下）

-2.5 机器人的雅可比矩阵

--雅可比矩阵及其用途（上）

--雅可比矩阵及其用途（中）

--雅可比矩阵及其用途（下）

第3章机器人动力学

-3.1 何谓动力学？

--机器人动力学问题

-3.2 拉格朗日法及SICE-DD操作臂系统简介及其运动方程式

--机器人动力学方法：拉格朗日法（上）

--机器人动力学方法：拉格朗日法（下）

-3.3 动力学方程的牛顿-欧拉法

--机器人动力学方程：牛顿-欧拉法

第4章机器人参数识别

-4.1 SICE-DD机器人运动方程式回顾

--机器人操作臂的动力学方程实际问题

-4.2 基底参数

--机器人操作臂参数识别理论与实验（上）

-4.3 参数识别原理：逐次识别法、同时识别法

--机器人操作臂参数识别理论与实验（中）

-4.4 参数识别的实际应用问题

--机器人操作臂参数识别理论与实验（下）

第5章机器人位置/轨迹追踪控制

-5.1 位置/轨迹追踪控制：PID控制

--关节位置轨迹追踪控制的PID控制法

-5.2 动态控制：何谓动态控制、前馈动态控制系统的构成

--何谓动态控制？

--前馈动态控制

--前馈+PD反馈动态控制

-5.3 计算力矩控制法

--计算力矩控制法

-5.4 加速度分解控制法

--加速度分解控制法

-5.5 机器人轨迹追踪控制方法的总结

--机器人轨迹追踪控制方法的总结

第6章机器人力控制

-6.1 机器人操作臂力控制基本概念、建模

--什么是机器人操作臂的力/位混合控制

--机器人操作臂与环境的建模

--机器人操作臂作业的分类及力控制的分类

--用于机器人力控制的力传感器

--基于位置控制的力控制系统

-6.2 机器人操作臂系统按作业、力控制的分类及原理理

--机器人操作臂作业的分类及力控制的分类

--用于机器人力控制的力传感器

--基于位置控制的力控制系统

--基于力矩控制的力控制系统

--采用雅克比矩阵转置的末端操作器作业空间内PD控制的力矩控制

-6.3 基于位置控制的力控制方法分类及各类控制原理

--基于位置控制的力控制方法分类

--假想柔顺控制

--基于位置控制的力控制小结及对基于位置控制力控制的自然思考

-6.4 基于力矩控制的力控制系统的分类及各类力控制原理

--基于力矩控制的力控制系统

--无动力学补偿的直角坐标系内基于JT的PD控制力控制系统及方法

--无动力学补偿的混合控制方法

--有动力学补偿的控制方法与分类

--由力传感器直接测得外力的有动力学补偿力制方法

--动态混合控制的有动力学补偿力制方法

--基于位置控制的力控制与基于力矩的力控制系统和方法的比较

第7章机器人Robust控制

-7.1 机器人动态模型和不确定性

--机器人操作臂模型的不确定性与动态控制问题

--何谓机器人的鲁棒控制？

--动力学特征及动力学方程的不确定量

-7.2 基于逆动力学的Robust控制：基本控制方式和不确定性的影响、基于李亚普诺夫方法的Robust控制

--基于逆动力学的基本控制方式和不确定性的影响

--由李亚普诺夫方法的ROBUST控制

--基于受动特性的Robust控制及其改进版

第8章机器人自适应控制

-8.1何谓自适应控制？

--概念、自适应控制与鲁棒控制的区别

-8.2机器人操作臂的自适应制：系统线性化；考虑操作臂构造；系统的模型化和基底参数、控制律

--机器人操作臂系统线性化的自适应控制应用问题

--考虑机器人操作臂构造的自适应控制系统构成

--自适应控制方法中的机器人操作臂系统的模型化问题

--机器人操作臂系统模型化、基底参数和自适应控制控制律

第9章机器人最优控制及最短时间控制

-9.1 最优控制的基本概念和形式化

--最优控制的基本概念和形式化

-9.2 最优控制输入的求解

--最优控制输入的求解方法

--最优控制问题的数值解法与流程

-9.3 机器人最优控制问题及最短时间控制的形式化

--机器人最优控制问题及最短时间控制的形式化

机器人控制的实际应用开设学校：哈尔滨工业大学

机器人控制的实际应用授课教师：

吴伟国-教授-哈尔滨工业大学-

哈尔滨工业大学机电工程学院教授/博士生导师/工学博士/留日归国博士后。从事机械设计教学、研究生教育教学与研究工作，以及仿生仿人机器人及其智能运动控制方面科研工作。主要参与完成国家精品资源共享课建设，参编“十一五”国家规划教材《机械设计》；主讲、开设本科《机械设计》、《机械系统机构设计与结构设计》以及机器人方面研究生课程累计12门；负责、主要参与完成国家自然科学基金、国家863计划、黑龙江省学位与研究生教育教学改革等各类科研项目17项，获部级科技进步一、二等奖各一项、校级教学成果二等奖一项；发表内容独立学术论文70余篇；发明专利授权11项。

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