2014年6月9日，習(xí)近平總書記在兩院院士大會(huì)的報(bào)告中提到，機(jī)器人是制造業(yè)皇冠頂端的明珠，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人時(shí)代的到來，將變革現(xiàn)有生產(chǎn)制造模式以及人類生活方式。美國(guó)麻省理工學(xué)院的埃里克·布萊恩約弗森教授稱之為第二次機(jī)器革命：海量的智能機(jī)器和互聯(lián)互通的智慧大腦結(jié)合在一起，將徹底顛覆之前的世界。
工業(yè)和信息化部前副部長(zhǎng)毛偉明表示，工業(yè)是立國(guó)之本，制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志，我國(guó)已經(jīng)是制造業(yè)的第一大國(guó)，從2010年開始，我國(guó)制造業(yè)占全球的比重已經(jīng)達(dá)到第一位。特別是近年來，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人需求呈現(xiàn)井噴態(tài)勢(shì)，據(jù)CRIA與IFR聯(lián)合統(tǒng)計(jì)，2015年全球工業(yè)機(jī)器人銷量為24��8萬臺(tái)，其中中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)銷量繼續(xù)增長(zhǎng)，全年累計(jì)銷售68459臺(tái)，占全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)份額超過1/4，中國(guó)自2013年起連續(xù)三年成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)市場(chǎng)。雖然我國(guó)已是機(jī)器人第一大市場(chǎng)，但自主品牌機(jī)器人遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人累計(jì)銷售22257臺(tái)，而且主要是中低端機(jī)器人，高端機(jī)器人還主要依賴進(jìn)口，如何在裝備領(lǐng)域和市場(chǎng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)雙贏，是下一步發(fā)展的重點(diǎn)。
基于此，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了機(jī)器人熱，如每年舉行的機(jī)器人高峰論壇、中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)（上海）、世界機(jī)器人大會(huì)（北京）等。全球也正進(jìn)入到智能機(jī)器人的研究發(fā)展新時(shí)代，如德國(guó)工業(yè)4��0、中國(guó)制造2025等。本書正是迎合時(shí)代特點(diǎn)，拋磚引玉，為智能機(jī)器人控制的研究添磚加瓦。
機(jī)器人控制是一門多學(xué)科交叉的科學(xué)，其領(lǐng)域涉及機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、多傳感器、運(yùn)動(dòng)控制、電力電子、圖像采集、圖像處理、圖像識(shí)別、知識(shí)工程、專家系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、軌跡規(guī)劃、自組織與自學(xué)習(xí)理論、多智能體協(xié)調(diào)、機(jī)器人學(xué)、機(jī)電一體化、無線通信、精密儀器、實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)融合等。
本書是作者在上海大學(xué)教學(xué)、科研過程中的成果總結(jié)，吸收并借鑒了國(guó)內(nèi)外期刊論文的最新研究成果及相關(guān)書籍編著而成的，較為系統(tǒng)地?cái)⑹隽藱C(jī)器人控制技術(shù)的相關(guān)理論與制作實(shí)例等。本書對(duì)機(jī)器人的機(jī)械、傳感器、驅(qū)動(dòng)與機(jī)器人的底層控制部分進(jìn)行了分章節(jié)敘述，對(duì)機(jī)器人的坐標(biāo)變換、運(yùn)動(dòng)分析、路徑規(guī)劃以及機(jī)器人的上層控制部分也進(jìn)行了分章節(jié)敘述。
本書從理論介紹到制作實(shí)例，體現(xiàn)了理論聯(lián)系實(shí)際，也是本書的一大特色。尤其是本書增補(bǔ)了機(jī)器人的操作系統(tǒng)（ROS），使機(jī)器人控制技術(shù)的內(nèi)容更加全面，爭(zhēng)取給國(guó)內(nèi)更多的大學(xué)生與機(jī)器人愛好者提供幫助。
本書共8章。第1章闡述了機(jī)器人的產(chǎn)生以及機(jī)器人在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展、機(jī)器人的結(jié)構(gòu)與分類、機(jī)器人控制的主要內(nèi)容與基本要求等；第2章敘述了機(jī)器人的本體，包括機(jī)器人的機(jī)械、機(jī)器人的硬件和機(jī)器人的電源系統(tǒng)，并舉例說明小型足球機(jī)器人與中型足球機(jī)器人的機(jī)械制作；第3章敘述了機(jī)器人的信息獲取，介紹了機(jī)器人的常用傳感器與特殊傳感器，傳感器的應(yīng)用，機(jī)器人的信息處理方法，以及機(jī)器視覺的原理、工作與應(yīng)用等；第4章綜合介紹了機(jī)器人的底層控制，包括機(jī)器人中使用的電動(dòng)機(jī)的選擇與慣量計(jì)算、典型的PWM驅(qū)動(dòng)原理與電路實(shí)現(xiàn)、運(yùn)動(dòng)控制與PID、PID參數(shù)的智能整定，并舉例說明了小型足球機(jī)器人與中型足球機(jī)器人的底層控制；第5章對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析，分別介紹了輪式移動(dòng)機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人的空間坐標(biāo)變換、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模和動(dòng)力學(xué)建模，并以六自由度機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析舉例；第6章介紹了機(jī)器人的路徑規(guī)劃，包括離線路徑規(guī)劃、在線路徑規(guī)劃和智能規(guī)劃（柵格建模法、人工勢(shì)場(chǎng)法、遺傳算法），并對(duì)人工勢(shì)場(chǎng)法、遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化舉例；第7章介紹了機(jī)器人的上層控制（用戶層），即機(jī)器人的操作系統(tǒng)ROS，包括ROS的基本概念、系統(tǒng)架構(gòu)、系統(tǒng)工具，以及ROS在移動(dòng)底座、導(dǎo)航與路徑規(guī)劃、語音識(shí)別、機(jī)器視覺等方面的應(yīng)用舉例；第8章對(duì)機(jī)器人與機(jī)器人的控制技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了展望。
選用本書作為教材的學(xué)校，建議40學(xué)時(shí)作為理論教學(xué)，另外40學(xué)時(shí)作為實(shí)踐或課程設(shè)計(jì)等。上海大學(xué)開設(shè)了機(jī)器人控制技術(shù)課程教學(xué)以及課程設(shè)計(jì)，總學(xué)時(shí)為80。
本書由上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院、上海大學(xué)大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中心負(fù)責(zé)人、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)機(jī)器人競(jìng)賽工作委員會(huì)副主任陳萬米高級(jí)工程師（上海大學(xué)特級(jí)技術(shù)總監(jiān)）編寫第1、8章，劉振參編第2章，杜映峰參編第3章，張志松參編第4章，范彬彬參編第5章，賀永祥參編第6章，汪洋參編第7章，全書由陳萬米統(tǒng)稿。
本書的編寫工作和出版得到了上海大學(xué)、上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持。特別感謝上海大學(xué)費(fèi)敏銳教授、王小靜教授、徐昱琳副教授在本書成稿過程中給予的幫助。
機(jī)器人控制技術(shù)內(nèi)容十分廣泛，涉及諸多學(xué)科領(lǐng)域。由于編者的水平所限、經(jīng)驗(yàn)不足，書中不足之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。作者聯(lián)系郵箱：wanmic@163�眂om。