严骏、黎波、陈海松、苏正炼编著的《挖掘机器人系统建模辨识与运动控制(精)》以挖掘机器人试验样机为研究对象，从分析运动控制系统的动态特性入手，进行系统建模、辨识及运动控制方法的研究与探索。全书以挖掘机器人作业的高精度运动控制为目的，深入分析挖掘机器人电液伺服系统的非线性特性，在建立系统机理模型的基础上，进行系统辨识研究，提出了基于BLON模型的电液伺服系统非线性辨识方法；在作业系统建模与辨识的基础上，探索挖掘机器人作业的运动控制方法，分别设计了基于死区补偿的分段PID控制和基于Hammerstein模型的非线性预测控制算法，并通过试验验证算法的有效性。

严骏、黎波、陈海松、苏正炼编著的《挖掘机器人系统建模辨识与运动控制(精)》系统地介绍了挖掘机器人系统建模、辨识与运动控制的理论、方法和技术。内容既包括理论分析和详细推导，还给出了大量的试验与仿真数据。新颖丰富、系统性强。

本书从挖掘机器人系统建模与动态特性分析入手，揭示了挖掘机器人电液伺服系统的复杂非线性对控制性能的影响，通过辨识获得系统精确数学模型．然后将辨识的离散非线性模型融入到预测控制算法中，提出挖掘机器人作业的非线性预测控制，达到提高系统控制精度的目的，为挖掘机器人的智能化作业创造条件。书中所提出的方法对同类问题具有重要参考价值。

本书可供机械工程、自动控制及机器人学等相关专业的高年级本科生与研究生学习参考，也可供有关特种机器人与工程机械技术研究人员参考。

第1章 绪论

 1.1 工程机械与机器人技术

 1.2 挖掘机器人运动控制研究目的与意义

 1.3 挖掘机器人研究综述

1.3.1 挖掘机器人概述

1.3.2 挖掘机器人智能规划控制

1.3.3 挖掘机器人运动控制

 1.4 相关理论与技术研究现状

1.4.1 电液伺服系统建模、辨识与控制研究现状

1.4.2 机械臂动力学参数辨识与控制研究现状

 1.5 本书体系结构

1.5.1 总体思路

1.5.2 体系结构

第2章 挖掘机器人电液伺服系统建模与动态特性分析

 2.1 机器人化液压挖掘机

2.1.1 挖掘机器人电液控制系统

2.1.2 挖掘机器人网络监控系统

 2.2 挖掘机器人电液伺服系统分段线性模型

2.2.1 电液比例阀简化模型

2.2.2 阀控非对称缸分段传递函数

2.2.3 挖掘机器人电液伺服系统分段传递函数仿真与试验分析

 2.3 挖掘机器人电液伺服系统非线性建模

2.3.1 电液伺服系统非线性状态空间模型

2.3.2 系统非线性动态特性的仿真与试验分析

 2.4 本章小结

第3章 挖掘机器人电液伺服系统辨识

 3.1 基于神经网络的电液伺服系统状态空间模型辨识

3.1.1 电液伺服系统的简化状态空间模型

3.1.2 DRNN神经网络辨识Jacobian

3.1.3 辨识试验与验证

 3.2 基于BLON模型的电液伺服系统非线性辨识

3.2.1 挖掘机器人电液伺服系统的BLON类模型表示

3.2.2 改进的最小二乘辨识算法

3.2.3 辨识试验对比分析

 3.3 基于P—H—W模型的非线性辨识

3.3.1 系统的P—H—W模型表示

3.3.2 递推辨识算法

3.3.3 辨识试验结果分析

 3.4 本章小结

第4章 挖掘机械臂运动学、动力学建模及其轨迹规划

 4.1 运动学建模

4.1.1 运动学空间划分

4.1.2 工作装置运动学模型

 4.2 动力学建模

4.2.1 基于拉格朗日法的二自由度动力学方程

4.2.2 基于牛顿一欧拉法的三自由度动力学方程

 4.3 挖掘机械臂轨迹规划

4.3.1 机器人轨迹规划概述

4.3.2 混合空间轨迹规划及其盲位盲角分析

4.3.3 基于三维实体模型的轨迹离线规划

 4.4 本章小结

第5章 挖掘机械臂动力学模型参数辨识

 5.1 单关节动力学参数辨识

5.1.1 斗杆关节动力学模型参数辨识

5.1.2 铲斗关节动力学模型参数辨识与摩擦模型分析

 5.2 挖掘机械臂的二自由度动力学参数辨识

5.2.1 二自由度动力学模型化简

5.2.2 辨识试验结果分析

 5.3 本章小结

第6章 挖掘机器人工作装置运动控制策略研究

 6.1 挖掘机器人作业轨迹跟踪的分段PID控制

6.1.1 分段PID控制策略

6.1.2 分段PID控制试验分析

 6.2 挖掘机器人作业的单神经元自适应PID控制

6.2.1 单神经元PID控制算法

6.2.2 单神经元PID控制仿真

 6.3 本章小结

第7章 挖掘机器人作业的非线性预测控制

 7.1 线性预测控制算法

7.1.1 线性预测模型及其参数在线估计算法

7.1.2 j步最优预测

7.1.3 Diophantine方程的递推算法

7.1.4 多步预测自校正控制算法

 7.2 基于Hammerstein模型的非线性预测控制

7.2.1 Hammerstein预测模型

7.2.2 非线性预测控制自适应算法

7.2.3 挖掘机器人作业的非线性预测控制仿真

 7.3 挖掘机器人作业的非线性预测控制试验研究

7.3.1 控制试验准备

7.3.2 试验结果分析

 7.4 本章小结

附录1 最小二乘法

附录2 挖掘机械臂运动学参数

附录3 基于牛顿一欧拉法的挖掘机械臂动力学建模

参考文献