01
机器人运动控制概述
什么是运动控制 · 运动学与动力学简介 · 控制系统组成与分类
基础入门
02
坐标系与位姿描述
空间描述 · 位置与姿态数学表示 · 齐次变换矩阵
数学坐标
03
刚体运动学基础
旋转矩阵 · 欧拉角 · 四元数 · 平移与旋转复合
运动学刚体
04
正运动学建模
D-H参数法 · 连杆坐标系 · 正运动学方程推导
建模D-H
05
逆运动学求解
解析法与数值法 · 多解问题 · 奇异位形分析
逆解奇异
06
速度运动学
雅可比矩阵 · 奇异性分析 · 静力与力的变换
速度雅可比
07
轨迹规划基础
关节/笛卡尔空间轨迹 · 多项式插值 · 梯形速度规划
轨迹插值
08
动力学建模
牛顿-欧拉法 · 拉格朗日法 · 动力学方程标准形式
动力学建模
09
PID控制基础
P/I/D作用 · 位置与速度控制 · 参数整定方法
控制PID
10
计算力矩控制
基于模型控制 · 前馈与反馈结合 · 鲁棒性分析
力矩前馈
11
阻抗控制
力与位置混合控制 · 阻抗参数调节 · 接触环境应用
阻抗力控
12
自适应控制
参数估计 · 模型参考自适应 · 自校正控制
自适应估计
13
鲁棒控制
H∞控制 · 滑模控制 · 不确定性处理
鲁棒滑模
14
最优控制
线性二次型LQR · 动态规划 · 轨迹优化
最优LQR
15
模型预测控制(MPC)
基本原理 · 约束处理 · 机器人应用
MPC预测
16
力控制基础
力传感器 · 力/力矩变换 · 纯力/混合控制
力觉传感器
17
视觉伺服控制
眼在手/眼固定 · 图像雅可比 · 视觉反馈控制
视觉伺服
18
移动机器人运动学
轮式模型 · 差速驱动 · 阿克曼转向
移动轮式
19
移动机器人路径规划
Dijkstra · A* · RRT · 人工势场法
路径规划
20
多机器人协同控制
主从控制 · 一致性算法 · 编队控制
协同编队
21
仿真环境搭建
ROS/Gazebo · MATLAB/Simulink · CoppeliaSim
仿真ROS
22
硬件在环测试
实时系统 · 接口通信 · 硬件抽象层
HIL测试
23
传感器融合
卡尔曼滤波 · 扩展卡尔曼 · 粒子滤波
融合滤波
24
状态估计与观测器
龙伯格观测器 · 滑模观测器 · 非线性观测器
观测器估计
25
系统辨识
参数辨识 · 激励信号设计 · 模型验证
辨识建模
26
调试工具与方法
数据记录 · 示波器 · 日志分析 · 在线调参
调试工具
27
常见故障诊断
电机堵转 · 编码器故障 · 通信丢包 · 振动分析
故障诊断
28
安全性与冗余设计
急停逻辑 · 软件限位 · 硬件冗余 · 功能安全
安全冗余
29
性能评估指标
跟踪误差 · 稳态精度 · 响应时间 · 能耗分析
性能指标
30
综合项目实战
六轴机械臂建模到调试 · 移动机器人自主导航
实战项目