书籍目录

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)