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机器人机构学的数学基础第1版于靖军2008

2025-08-23 06:29:15作者:董灵辛Dennis

适用场景

《机器人机构学的数学基础》第1版由北京航空航天大学于靖军教授编著,是机器人技术领域的重要学术著作。该书主要面向以下应用场景:

学术研究与教学:本书作为研究生和高年级本科生的专业教材,特别适合机器人工程、机械电子工程、自动化等相关专业的学生使用。内容深度适中,既有理论基础又有实际应用,是机器人机构学课程的理想教材。

工程技术人员参考:对于从事机器人研发、机构设计、运动控制等工作的工程师,本书提供了系统的数学工具和方法论,能够帮助解决实际工程中的复杂问题。

科研人员工具书:书中详细介绍了李群李代数、旋量理论等现代数学工具,为机器人学领域的科研人员提供了强有力的理论支撑,特别适用于机器人运动学、动力学建模等研究方向。

适配系统与环境配置要求

本书作为纸质教材,对使用环境没有特殊的技术要求,但为了更好地理解和应用书中的数学理论,建议:

数学基础要求:读者应具备线性代数、矩阵理论、微积分等基础数学知识,对射影几何和线几何有基本了解将更有助于理解书中内容。

软件工具辅助:虽然书中不强制要求特定软件,但建议配合MATLAB、Mathematica等数学软件进行实践,有助于验证理论推导和进行数值计算。

学习环境建议:建议在安静的学习环境中阅读,配备纸笔进行公式推导和演算,同时可以结合相关的机器人仿真软件进行实践验证。

资源使用教程

系统学习路径

  1. 基础概念掌握:首先学习第2章的数学基础知识回顾,包括线性变换、矩阵理论等
  2. 核心理论理解:重点学习第3-4章的李群与李子群、李代数理论
  3. 刚体运动分析:深入学习第5章的李群与刚体运动关系
  4. 旋量理论应用:掌握第6-7章的旋量与刚体运动、旋量系理论
  5. 动力学基础:最后学习第8章的机器人动力学基础

实践应用方法

  • 每章后都配有习题,建议认真完成以巩固理论知识
  • 结合实际机器人模型进行数学建模练习
  • 尝试将书中的数学方法应用到具体的机器人机构分析中

学习时间安排

  • 建议每周安排8-10小时学习时间
  • 理论学习和实践应用时间比例建议为3:2
  • 整本书的学习周期建议为2-3个月

常见问题及解决办法

数学基础薄弱问题: 部分读者可能对李群李代数等高等数学概念感到困难。建议先补充线性代数和群论的基础知识,可以通过相关的数学教材进行预习。

理论与实践脱节: 书中理论性较强,可能难以直接应用到实际问题。建议结合具体的机器人案例进行分析,或者参考相关的应用论文来理解理论的实际意义。

公式推导困难: 书中的数学推导较为复杂。建议逐步推导,每一步都要理解其物理意义和数学含义,不要急于求成。

概念理解混淆: 李群、李代数、旋量等概念容易混淆。建议制作概念对比表,明确每个概念的定义、性质和应用场景。

应用场景不明确: 对于某些数学工具的应用价值不理解。建议阅读相关的应用文献,了解这些数学方法在机器人领域的实际应用案例。

习题解答困难: 部分习题难度较大。建议先尝试独立解答,遇到困难时可以查阅相关的参考书籍或与同学讨论,也可以向老师请教。

通过系统学习和实践应用,《机器人机构学的数学基础》将为读者提供坚实的数学理论基础,为深入研究和应用机器人技术奠定重要基础。