移动机器人数字孪生工程实践 / 21世纪高等学校机械设计制造及其自动化专业系列教材
定价：￥39.80
作者： 谢远龙，王书亭
出版时间：2025-05
最新印次日期：2025-5
出版社：华中科技大学出版社
- 华中科技大学出版社
- 9787577217475
- 1-1
- 567184
- 16开
- 2025-05
- 工学
- 机械类
- 机械工程、机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程等
- 本科
作者简介
内容简介
本书以移动机器人数字孪生建模和应用工程案例为主线，以项目化形式介绍了移动机器人数字孪生的相关知识。全书共有5个项目，分别为移动机器人本体模型构建、构建数字孪生服务和交互平台、基于数字孪生模型的规划算法工程实践、基于数字孪生模型的控制算法工程实践、基于数字孪生模型的柔性生产线工程实践。
本书可作为机械类专业、自动化专业移动机器人相关课程的教材，也可供移动机器人领域工程技术人员参考。
本书可作为机械类专业、自动化专业移动机器人相关课程的教材，也可供移动机器人领域工程技术人员参考。
目录
绪论(1)
0.1工业数字孪生简介(1)
0.1.1数字孪生的概念(1)
0.1.2数字孪生的技术特征(1)
0.2工业数字孪生的应用场景(2)
0.2.1数字化设计(2)
0.2.2数字孪生机床(4)
0.2.3智慧工厂(5)
0.2.4智能运维(6)
第1章移动机器人本体模型构建(8)
1.1移动机器人数学模型构建(9)
1.1.1移动机器人预备知识(9)
1.1.2移动机器人运动学模型构建(10)
1.1.3移动机器人动力学模型构建(11)
1.2移动机器人数字孪生模型构建(12)
1.2.1数字孪生模型构建准备工作(12)
1.2.2移动机器人几何模型构建(14)
1.2.3移动机器人物理模型构建(18)
1.2.4移动机器人孪生测试平台构建(22)
1.3移动机器人孪生数据处理(27)
1.3.1认识MySQL(27)
1.3.2准备工作(27)
1.3.3Unity与MySQL通信构建(31)
1.4移动机器人孪生模型实机通信(35)
1.4.1TCP原理(35)
1.4.2Qt基本知识(36)
1.4.3基于Qt的TCP通信准备工作(37)
第2章移动机器人规划控制算法优化服务框架(46)
2.1轨迹规划算法优化服务模块(46)
2.1.1规划模块UI面板设计及初始准备(46)
2.1.2规划模式脚本设计(48)
2.1.3规划模块运行(51)
2.2轨迹平滑优化模块(53)
2.2.1轨迹优化模块UI面板设计及初始准备(53)
2.2.2轨迹优化模块脚本设计(54)
2.2.3轨迹优化模块运行(57)
2.3轨迹跟踪控制算法优化与数据存储模块(57)
2.3.1控制模块UI面板设计(57)
2.3.2控制模块脚本设计(58)
2.3.3场景复位脚本设计(64)
2.4虚实联动通信模块(65)
2.4.1环境配置(65)
2.4.2在Qt中构建TCP客户端(67)
2.4.3Qt连接MySQL数据库(70)
2.4.4代码及通信效果展示(74)
第3章移动机器人规划算法工程实践(87)
3.1Dijkstra算法(87)
3.1.1Dijkstra算法基本原理(87)
3.1.2Dijkstra算法实例(89)
3.2A*算法(95)
3.2.1A*算法基本原理(95)
3.2.2A*算法实例(96)
3.3RRT算法(102)
3.3.1RRT算法基本原理(102)
3.3.2RRT算法实例(104)
3.4遗传算法(107)
3.4.1遗传算法基本原理(107)
3.4.2遗传算法实例(108)
3.5动态窗口算法(116)
3.5.1动态窗口算法基本原理(116)
3.5.2动态窗口算法实例(118)
3.6人工势场算法(127)
3.6.1人工势场算法基本原理(127)
3.6.2人工势场算法实例(129)
第4章移动机器人控制算法工程实践(136)
4.1PID控制算法(136)
4.1.1基本原理(136)
4.1.2算法实例(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模型预测控制算法(148)
4.4.1基本原理(148)
4.4.2算法案例(150)
4.5迭代学习控制算法(154)
4.5.1基本原理(154)
4.5.2算法案例(156)
第5章移动机器人柔性生产线工程实践(160)
5.1柔性生产线预备知识(160)
5.1.1传统自动化生产线建设模式(160)
5.1.2智能柔性自动化生产线建设模式(160)
5.1.3基于数字孪生技术的智能生产模式(161)
5.2柔性生产线仿真系统架构(161)
5.2.1物理层(162)
5.2.2孪生数据层(162)
5.2.3虚拟层(162)
5.3移动机械臂作业系统数字孪生模型(163)
5.3.1机械臂行为模型完善(163)
5.3.2机械臂控制脚本测试(181)
5.3.3移动机器人规则模型补充(183)
5.4柔性生产线仿真系统构建(185)
5.4.1生产线组成单元分类(185)
5.4.2虚拟生产线构建(186)
5.4.3仿真实例(187)
参考文献(189)
0.1工业数字孪生简介(1)
0.1.1数字孪生的概念(1)
0.1.2数字孪生的技术特征(1)
0.2工业数字孪生的应用场景(2)
0.2.1数字化设计(2)
0.2.2数字孪生机床(4)
0.2.3智慧工厂(5)
0.2.4智能运维(6)
第1章移动机器人本体模型构建(8)
1.1移动机器人数学模型构建(9)
1.1.1移动机器人预备知识(9)
1.1.2移动机器人运动学模型构建(10)
1.1.3移动机器人动力学模型构建(11)
1.2移动机器人数字孪生模型构建(12)
1.2.1数字孪生模型构建准备工作(12)
1.2.2移动机器人几何模型构建(14)
1.2.3移动机器人物理模型构建(18)
1.2.4移动机器人孪生测试平台构建(22)
1.3移动机器人孪生数据处理(27)
1.3.1认识MySQL(27)
1.3.2准备工作(27)
1.3.3Unity与MySQL通信构建(31)
1.4移动机器人孪生模型实机通信(35)
1.4.1TCP原理(35)
1.4.2Qt基本知识(36)
1.4.3基于Qt的TCP通信准备工作(37)
第2章移动机器人规划控制算法优化服务框架(46)
2.1轨迹规划算法优化服务模块(46)
2.1.1规划模块UI面板设计及初始准备(46)
2.1.2规划模式脚本设计(48)
2.1.3规划模块运行(51)
2.2轨迹平滑优化模块(53)
2.2.1轨迹优化模块UI面板设计及初始准备(53)
2.2.2轨迹优化模块脚本设计(54)
2.2.3轨迹优化模块运行(57)
2.3轨迹跟踪控制算法优化与数据存储模块(57)
2.3.1控制模块UI面板设计(57)
2.3.2控制模块脚本设计(58)
2.3.3场景复位脚本设计(64)
2.4虚实联动通信模块(65)
2.4.1环境配置(65)
2.4.2在Qt中构建TCP客户端(67)
2.4.3Qt连接MySQL数据库(70)
2.4.4代码及通信效果展示(74)
第3章移动机器人规划算法工程实践(87)
3.1Dijkstra算法(87)
3.1.1Dijkstra算法基本原理(87)
3.1.2Dijkstra算法实例(89)
3.2A*算法(95)
3.2.1A*算法基本原理(95)
3.2.2A*算法实例(96)
3.3RRT算法(102)
3.3.1RRT算法基本原理(102)
3.3.2RRT算法实例(104)
3.4遗传算法(107)
3.4.1遗传算法基本原理(107)
3.4.2遗传算法实例(108)
3.5动态窗口算法(116)
3.5.1动态窗口算法基本原理(116)
3.5.2动态窗口算法实例(118)
3.6人工势场算法(127)
3.6.1人工势场算法基本原理(127)
3.6.2人工势场算法实例(129)
第4章移动机器人控制算法工程实践(136)
4.1PID控制算法(136)
4.1.1基本原理(136)
4.1.2算法实例(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模型预测控制算法(148)
4.4.1基本原理(148)
4.4.2算法案例(150)
4.5迭代学习控制算法(154)
4.5.1基本原理(154)
4.5.2算法案例(156)
第5章移动机器人柔性生产线工程实践(160)
5.1柔性生产线预备知识(160)
5.1.1传统自动化生产线建设模式(160)
5.1.2智能柔性自动化生产线建设模式(160)
5.1.3基于数字孪生技术的智能生产模式(161)
5.2柔性生产线仿真系统架构(161)
5.2.1物理层(162)
5.2.2孪生数据层(162)
5.2.3虚拟层(162)
5.3移动机械臂作业系统数字孪生模型(163)
5.3.1机械臂行为模型完善(163)
5.3.2机械臂控制脚本测试(181)
5.3.3移动机器人规则模型补充(183)
5.4柔性生产线仿真系统构建(185)
5.4.1生产线组成单元分类(185)
5.4.2虚拟生产线构建(186)
5.4.3仿真实例(187)
参考文献(189)
