本书面向工科高年级本科生、研究生和研发人员，针对操作臂、腿足式机器人、轮式机器人，分12章全面讲述基于模型的机器人控制，包括现代机器人系统与控制问题、机构学基础、参数识别、位置/轨迹追踪控制、力控制、鲁棒控制与自适应控制、柔性臂控制、最优控制等单机机器人控制理论、方法与技术，以其为基础的多机器人协调、主从机器人控制理论与方法，以轮式机器人线性控制及非完整约束系统控制、载臂轮式机器人失稳恢复及稳定移动控制、双足稳定步行控制、腿足式机器人全域自稳定器收篇。 本书内容丰富、图文并茂、深入浅出，融入作者多年机器人控制的研究生教学经验与科研成果，多从被控对象实际出发阐述控制问题的思路和独到见解，思考题与习题可引领读者深度思考与应用。

第1章 绪论——机器人控制概论
1.1 机器人的概念及其分类
1.1.1 机器人的定义
1.1.2 机器人的分类
1.1.3 如何认识各类机器人的控制问题
1.1.4 对基于模型的机器人控制问题的总体认识
1.2 机器人控制方法
1.2.1 第1代～第2代——机器人的控制方法
1.2.2 第3代——智能机器人的控制方法
1.3 基于模型的机器人控制方法与本书内容安排
1.3.1 机器人学基础
1.3.2 机器人最基本的控制方法（运动学控制法和位置轨迹追踪控制法）
1.3.3 考虑不确定量的控制法（自适应控制和鲁棒控制）
1.3.4 力控制与力位混合控制法
1.3.5 机器人运动最优化与最优控制
1.3.6 柔性机器人操作臂建模与控制
1.3.7 多机器人的协调控制
1.3.8 主从机器人控制
1.3.9 移动/操作机器人控制
1.4 如何学好用好基于模型的机器人控制理论、方法与技术
1.4.1 打好工科先修课基础
1.4.2 客观看待作为被控对象的机器人并努力提高专业认知水平
1.5 关于“控制论”“控制理论”与“控制工程”
1.5.1 关于控制的控制论及“控制”
1.5.2 控制理论与控制工程
【思考题与习题】
第2章 被控对象——机器人系统的组成与控制问题
2.1 机器人系统总体构成
2.1.1 人类处理核废料的作业问题与机器人概念简介
2.1.2 机器人系统的一般组成
2.1.3 机器人系统一般组成的实例说明
2.2 工业机器人操作臂机械系统、机构与机械结构
2.2.1 工业机器人操作臂系统PUMA262/562
2.2.2 MOTOMAN K系列工业机器人操作臂
2.3 移动机器人系统、机构与机械结构
2.3.1 足式移动机器人系统及双足机器人机构与结构
2.3.2 四足机器人机构与机械结构
2.3.3 多移动方式的足式机器人系统、机构与机械结构
2.3.4 多移动方式仿猿双臂手机器人系统、机构与机械结构
2.3.5 轮式移动机器人的系统、机构与机械结构
2.3.6 小结
2.4 关于机器人控制的实际问题
2.4.1 机器人控制上的有界性与自身机构约束和奇异问题
2.4.2 机器人精度以及从控制上能否补偿机械精度不足的问题
2.4.3 关于机器人轨迹控制与力控制的实际问题
2.4.4 腿式、轮式移动机器人控制的实际问题
2.5 本章小结
【思考题与习题】
第3章 机器人运动控制的机构学基础
引言——为什么要研究机器人机构运动学与动力学
3.1 机器人机构与位置、姿态表示
3.1.1 何谓机器人机构以及机器人机构的分类
3.1.2 机器人的自由度与关节
3.1.3 从工业机器人操作臂的应用来谈机器人机构中的数学问题
3.1.4 何谓机器人运动学？
3.1.5 机器人操作臂的坐标系表示与常用的臂部机构构型
3.1.6 作为工业机器人操作臂构形比较基准的初始构形（机构的初始位姿）
3.1.7 安装在工业机器人操作臂末端机械接口处的末端操作器的姿态表示
3.2 坐标系与坐标变换
3.2.1 物体和坐标系
3.2.2 物体间相对运动坐标变换的解析几何分析与齐次坐标变换矩阵
3.3 机器人机构正运动学解法及其解的用途
3.3.1 机器人机构的坐标系建立
3.3.2 机器人机构的杆件及关节的D-H参数表示法
3.3.3 机器人机构的正运动学求解方法与示例
3.3.4 机器人机构的正运动学求解方法与解的用途
3.4 机器人机构的逆运动学求解方法
3.4.1 逆运动学问题的一般解法
3.4.2 逆运动学问题的解析几何解法
3.5 机器人机构的雅可比矩阵
3.5.1 微小位移与雅可比矩阵
3.5.2 水平面内运动的2-DOF机械臂的雅可比矩阵
3.5.3 通用的雅可比矩阵表示
3.5.4 力与关节力矩间的关系
3.5.5 力的坐标变换关系
3.6 机器人机构的动力学
3.6.1 机器人的运动学与动力学问题的数学描述
3.6.2 矢量分析与矩阵变换在刚体或质点系运动学中的应用
3.6.3 从矢量表示的拉格朗日方程到用矩阵表示的拉格朗日方程
3.6.4 牛顿-欧拉法多刚体系统运动方程
3.7 机器人机构的运动方程的一般形式及其应用
3.7.1 多刚体系统运动方程
……
第4章 机器人参数识别
第5章 机器人位置/轨迹追踪控制
第6章 机器人力控制
第7章 机器人模型参数不确定下的动态控制鲁棒控制和自适应控制
第8章 机器人最优控制与最短时间控制
第9章 机器人柔性臂的建模与控制
第10章 机器人协调控制
第11章 主从机器人系统的主从控制
第12章 移动机器人控制的基础理论、方法与技术
附录
参考文献