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常微分方程(第三版)王高雄 最完整 最清晰

于 2021-04-17 发布
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全面地介绍了常微分方程的基本理论和方法,结构合理,讨论详细,易教易学,有丰富的例子和习题,在处理诸如高阶线性方程和线性方程组等内容时有自己的特色。 本书可作为综合大学和师范院校数学与应用数学专业,以及师范专科学校数学系常微分方程课程的教材和各高校数学模型课程的参考资料。 最完整 最清晰

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  • 测量电子电路设计-模拟篇
    从OP放大器实践电路到微弱信号的处理,是测量电子电路设计--滤波器篇的姊妹篇。Keisoku no Tameno Analog Kairosekkeiby Toshiaki EnzakaCopyright o 1997 by Toshiaki EnzakaAll rights reservedOriginally published in Japan by CQ Publishing Co, Ltd, TokyoChinese(in simplified character only ) translation rights arranged withCQ Publishing Co, Ltd, Japan計測⑦九矽①了十口少回路設計遠坂俊昭cQ出版株式会社2005著者简介远坂俊昭1949年生于群马县新田郡薮塚本町1966年创办业余无线局 JAIWVE1972年毕业于电气通信大学短期大学部通信工程专业1973年进入(株)三工社1976年开发ATS用Q表(专利号第1005344号)1977年进入(株)NF电路设计现在担任(株)NF电路设计通用系统事业部主任图解实用电子技术丛书测量电子电路设计模拟篇从OP放大器实践电路到微弱信号的处理〔日〕远坂俊昭著彭军译钭学出版社北京图字:01-2005-4936号内容简介本书是“图解实用电子技术丛书”之一,也是《测量电子电路设计—滤波器篇》的姊妹篇。“噪声”是影响电路性能的重要因素之一。本书的主题是“噪声”和“负反馈”。第1~3章讨论电路内部所产生的噪声;第5、6章介绍了抑制外来噪声的电路技术。本书的各章节都涉及“负反馈”的内容,特别是第4章介绍负反馈电路的基本分析方法以及实现稳定放大器的负反馈设计方法。本书也给出了大量的实验数据和计算机模拟结果,尽可能使所学的知识具体化。滤波器篇中主要介绍如何从放大了的信号中除去有害噪声,提取有用信号的滤波技术。本书的读者对象主要是电子工程技术人员,也可供电子、自动化、仪器仪表等相关专业的师生参考学习。图书在版编目(CIP)数据测量电子电路设计:模拟篇/(日)远坂俊昭著;彭军译.一北京:科学出版社,2006(图解实用电子技术丛书)ISBN978-7-03-017161-0I.测…Ⅱ.①远…②彭…Ⅲ.测量一电子电路Ⅳ.TM930.111-64中国版本图书馆CIP数据核字(2006)第037965号贲任编辑:赵方青崔炳哲/责任制作:魏谨责任印制:赵德静/封面设计:李力此车方科龙改有隰公司制作http://www.okbook.com.cn磷學激出版北京东黄城根北街16号邮政编码:10071http://www.sciencep.com源海印刷有责司印刷科学出版社发行各地新华书店经销2006年6月第版开本:B5(720×10002010年6月第四次印刷印张:101/2印数:8501-9500字数:152000定价:26.00元(如有印装质量问题,我社负责调换)前言最近,科技杂志上几乎清一色都是有关计算机软件的文章。硬件,特别是模拟电路似乎已经过时了,只是偶尔以一种怀旧的情调出现而已。模拟电路技术工作者好像生不逢时。现在社会上开始出售所谓的“模拟酒”,难道这表明怀旧模拟的人们在钻“数字社会”的空子吗,还是意味着开始刮起“怀旧”的旋风?真是让人不可理解的社会呀!当然,绝不是模拟电路技术没有进步。以OP放大器为例,几年前处理MHz信号的器件还只是陶瓷封装器件,其功耗很大,摸着就烫手;而现在消耗的电流已经降低到只有数mA,实现了表面实装型。所以,说模拟电路技术停滞不前是不符合实际的。计算机模拟等设计方法的运用使得模拟电路的设计发生了很大的变化。计算机特别是个人计算机以及高性能软件的普及,已经能够使电路图编辑器和电路模拟器得到了广泛的应用。在优胜劣汰的激烈竞争中,也要求人们必须熟练地运用模拟ASC(专用集成电路)。在模拟电路世界里,计算机的使用引起了理论框架的巨大改变。这种变化也许会带来与真空管向半导体的理论框架变化相匹敌的变革。这就是模拟电路的世界。模拟技术人才的培养和造就仍然需要一定的时间,这是因为与数字技术或软件相比,模拟技术所涉及的知识面更宽,繁多的器件种类就说明了这一点。要从众多的模拟电路种类中挑选出最适合、最理想的器件,不仅需要有丰富的经验,更需要具备最新的知识。而且,由于设计环境的不同,选择的条件也就不同。模拟电路世界中的基本知识永远是必须具备的。现代电子设备的设计中,可以不需要曾经是逻辑电路器件主流的DTL(二极管晶体管逻辑,也许现在许多人已经不知道它了)或者TTL,还有曾经是微机Os( Operating System,操作系统)主流的CP/M(操作系统之一,知道它的人大概也不多了)的知识。但是,模拟电路中il前言欧姆定律或者电阻产生热噪声等方面的知识却是不可缺少的。为了学习这些必要的模拟技术,老师的指导是不可缺少的。但是,不见得谁都能找到最合适的老师。庆幸的是我们可以找到许多模拟电路方面的优秀著作,本书就是其中之本书涉及的内容不过是模拟电路领域中很少的一部分。但是给出的大量实验数据和计算机模拟结果,可以使学习的知识具体化。本书中使用的模拟试验都是用 PSpice/CQ版Ver.5进行的。本书的主题是“噪声”和“负反馈”。设计模拟电路的场合,不仅要关注电路的动作,更重要的是深刻理解决定电路性能的各种因素。其中一个重要的因素就是噪声噪声可分为设备内部产生的噪声和外部混入的噪声。第1~3章介绍内部产生的噪声;第5、6章介绍抑制外来噪声的电路技术。几乎可以说模拟电路中到处都会涉及“负反馈”的概念。最近,由于OP放大器性能的提高,关于“负反馈”的话题少了。但是深刻理解“负反馈”仍然是非常必要的。本书的各章节都涉及了“负反馈”的内容,特别是第4章详细地介绍了负反馈电路的基本分析方法以及实现稳定的放大器的负反馈设计方法最后,向给予本书出版机会的CQ出版株式会社的蒲生良治先生,对作者的写作以及本书的出版给予帮助的(株)NF电路设计常务董事荒木邦弥先生致以深深的谢意。著者目录第1章前置放大器的低噪声技术…………………11.1前置放大器应该具备的性能…1.1.1能够可靠地放大信号1.1.2低频电路的输入阻抗要高…1.1.3前置放大器中采用非反转放大电路1.2热噪声( Thermal noise)……1.2.1电阻中产生的热噪声…41.2.2热噪声的性质1.2.3噪声的单位—V/√Hz(噪声密度)………61.3OP放大器电路中产生的噪声1.3.1非反转放大电路中产生的噪声1.3.2双极晶体管OP放大器与FET输入OP放大器1.3.3OP放大器噪声的三个频率范围…………101.3.4用噪声系数NF评价放大器的噪声111.3.5噪声系数NF的意义………………………121.4前置放大器的频率特性和失真特性……131.4.1放大电路的频率上限1.4.2振幅增大时的频率特性141.4.3线性度与失真率……第2章低噪声前置放大器的设计、制作及评价172.1前置放大器的设计,普+售+普+普当普如面172.1.1前置放大器172.1.2OP放大器(NJM5534)的噪声特性…………202.1.3消除失调漂移的电路212.1.4超级伺服电路的积分常数……222.2前置放大器的调整及特性的确认242.2.1直流失调电压及其调整24目录2.2.2增益频率特性的确认……252.2.3输出最大振幅时频率特性的确认…272.2.4观察过渡响应特性272.2.5电路的噪声特性292.2.6计算输入换算噪声电压密度302.2.7测量输入换算噪声电压密度的频率特性302.2.8失真率………………………………………33专栏A噪声特性的评价……36第3章电流输入放大器的设计393.1电流输入放大器概述393.1.1电流输入放大器…………………………393.1.2实现电流输入放大器的两种电路3.1.3从噪声角度看负反馈电流输入前置放大器的效果413.1.4检测大电流的电流输入前置放大器…423.2负反馈电流输入前置放大器的设计3.2.1负反馈电流输入前置放大器的S/N………443.2.2负反馈电流输入前置放大器的模拟…453.2.3负反馈电流输入用OP放大器的选择483.2.4反馈电阻—大电阻的选择………………493.2.5前置放大器的实装技术503.3实际的负反馈电流输入放大器523.3.1试制的电流输入放大器的概况523.3.2实际特性的测量………………………………533.4CT中使用的电流输入放大器…553.4.1测量用电流互感器(CT)的特性……553.4.2实际的CT用前置放大器7专栏B印制电路板的绝缘性59第4章负反馈电路的解析与电路模拟………614.1稳定负反馈电路的构成………614.1.1负反馈电路……614,1.2负反馈的优点与缺点…624.1.3开环、闭环及其稳定性………………………62目录v4.1.4稳定的负反馈电路的相位特性654.1.5实际的OP放大器中分布有多个电容器694.1.6含有两个滞后要素的情况694.1.7具体的模拟例4.1.8为了减小高频特性的牺牲,合成两个时间常数4.1.9大反馈量下实现稳定的负反馈744.1.10给β(反馈)电路追加相位超前补偿………764.2电容性负载对OP放大器的影响……774.2.1OP放大器接电容性负载……74.2.2测量OP放大器的输出阻抗784.2.3由厂商提供的宏模型模拟输出阻抗+++4.2.4电容性负载特性的模拟…824.2.5实际测量电容性负载特性844.2.6减小电容性负载影响的电路86专栏C测定频率特性第5章差动放大器技术的应用895.1共态噪声的消除895.1.1常态噪声与共态噪声5.1.2共态噪声转换为常态噪声905.2差动放大器925.2.1差动放大器………………925.2.2差动放大器与输入电缆的连接…………935.2.3高输入阻抗的 FET OP放大器………945.2.4输入偏置电流的影响955.2.5减少输入偏置电流影响的方法965.2.6要注意 FET OP放大器输入失调电压的温度漂移……………5.2.7差动放大器的性能—共态抑制比………985.3改良的差动放大器995.3.1一个OP放大器的差动放大器世量995.3.2使用多个OP放大器的差动放大器995.3.3信号电缆电容成分的影响……………………1015.3.4消除电缆电容的隔离驱动:102
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    wei简单的介绍了工业机器人控制轨迹规划和编程课程,可以参考下,开拓思路山东建筑大学备课纸第七章工业机器人的轨迹规划及编程轨迹规划轨迹规划是指根据作业任务要求,确定轨迹参数并实时计算和生成运动轨迹。它是工业机器人控制的依据,所有控制的目的都在于精确实现所规划的运动。机器人语言机器人具有可編程功能,因此需要用户和机器人之间的接口。为了提高编程效率,岀现了机器人编程话言,它以一种暹用的方式解决了人一机通信问题。机器人离线编程机器人离线编程系统是利用计算机图形学,建立机器人编程环境,从而可以脱离机器人工作现场进行编程的系统。由于不占用机动时间,提高了设备利用率。而且由于离线编程本身就是 CAD/CAM一体化的组成部分,有时可以直接利用CAD数据库的信息,大大减少了编程时间,提高了编程水平。7.1工业机器人的轨迹规划引言指定工业机器人执行某政接作作[加些约束条住轨迹的划和协关节坐标空间斗标空间轨迹规划涉及卜面三个问题◇要对机器人的任务进行描述,即对机器人的运动轨迹进行描述。◇根据所确定的轨迹参欻,如何在计算机内部描述所要求的轨迹。这主要是选择习惯规定以及合理的软件数据结构问题。◇对内部描述的轨迹进行实际计算。通常是在运行时间内按一定的速率计算出位置、速度和加速度,生成运动轨迹。二、轨迹规划的一般性问题工业机器人的作业可以描述成工具坐标系{相对于工作坐标系{S的一系列运动:图7-1作业的措述工具坐标系相对于工作坐标系的运动来描述作业路经把作业路径的描述与具体的机器人、手爪或工具分离开来,形成了模型化的作业描述方法。从而使这种描述既适用于不同的机器人,也适用于同一机器人上装吏不同规格的工具:2凯器具的症置程上置机器人从初始状态运动到终止状态的作业,看成是工具巫标系从初始位置T0}变化到终止位置Tf}的坐标变换变换包含了工具坐标系的位置和姿态的变化。在轨迹规划中,也常用“点”这个词来表示机器人的状态,或用它来表示工具坐标系的位姿。当需要更详细地描述运动时,不仅要规定机器人的起始点和终止点,而且要给出介于起始点和终止点之间的中间点,也称路径点运动轨迹除了位姿约束外,还存在着各路径点之间的时间分配问题。例如,在规定路径的同时,必须给出两个路径点之间的运动时间机器人的运动应当平稳,不平稳的运动将加剧机械部件的磨损,并导致机器人的振动和冲击。钪迹规划既可在关节■空间中进行,也可在直角坐标空间中进行。在关节空间中进行轨·迹规划是指将所有关节变量表示为时间的函数,用这些关节函数及其阶、三阶导数描述机器人预期的运动。在直角坐标空间中进行轨迹规划,是指将手爪位姿、速度和加速度表示为时间的函数,而相应的关节位置、速度和加速度由手爪信息导出三、关节空间的轨迹规划机器人作业路径点通常由工具坐标系(}相对于工作坐标系{S)的位姿来表示,因此,在关节空间中进行轨迹规划4≯首先需要将毎个作业路径点向关节空间变换,即用逆运动学方法把路径点转换成关节角度值,或称关节路径点;然后,为毎个关节相应的关节路径点拟合光滑函数;这些关节函数分別描述了机器人各关节从起始点开始,依次通过路径点,最后到达某目标点的运动轨迹。由于毎个关节在相应路径段运行的时间相同,这样就保证了所有关节都将冋时到达路径点和目标点,从而也保证了工具坐标系在各路径点县有预期的位姿;关节空间的轨迹规划:关节空间中进行轨迹规划,不需考虑直角坐标空间中两个路径点之间的轨迹形状,仅以关节角度的函数来描述机器人的轨迹,计算简单、省时;关节空阃与直角坐标空间并不是连续的对应关系,关节空间内不会发生机构的奇异现象,从而避免了在直角坐标空间规划时所出现的关节速度失控问题;在关节空间进行轨迹规划,规划路径不是唯一的。只要满足路径点上的约束条件,可以选取不同类型的关节角度函数,生成不同的轨迹。1.三次多项式插值当己知末端操作器的起始位姿和终止位姿时,庄逆向运动学,即可求出对应于两位姿的各个关节角度。因此,末端操作器实现两位姿运动轨迹描述,可在关节空间中用通过起始点关节角和终止点关节角的一个平滑轨迹函数0(t)来表示;为了实现关节的平稳动,每个关节的轨迹函数(t至少需要满足四个约束条件:两端点位置约束和两端点速度约束端点位置约束是指起始位姿和终止位姿分别所对应的关节角度00=已为满足关节运动速度的连续性要求,在起始点和终止点的关节速度简单地设定为零,即(0=06()=0上述给出的四个约東条件可以唯一地确定一个三次多项a(t)=a0+a!t+a22+a3t3运动过程中的关节速度和加速度则为:9()=a1+2a2!+3agt2(t)=2a2+6at为了求得三次多项式的系数,代以给定的约束条件,有方稈组分=a+at+a+aD-dt 2u r t ja rl求解上述方程组,可得3所以,对于初速及终速为零的关节运动,满足连续平稳运动要求的三次多项式插值函数为a(r=6+(-2--)其关节角速度和角加速度表达式为()-是2(明,-一吾(,-8F6()=是(4-)-;-r三次多项式插值的运动轨迹曲线!图7三践康式插值毛动轨遗)位瞎时刺雙:{)急澧时繭线:C)鱼加速度间曲线2.过路径点的三次多项式插值机器人作业除在A、B点有位姿要求外,在路径点C、D…也有位姿要求。对于这种情況,假如终端执行器在路径点停留,即各路径点上速度为0,则轨迹规划可连续直接使用前面介绍的三次多项式插值方法;但如果只是经过,并不停留航需要将前述方法推广。AB仨某段路径上,“起始点”为θ0和ω0,"终止点"为f和ωf。这时,确定三次多项式系数的方法与前面所述的完全一致,只不过是速度约束条件变为e(0)=me(r)=a利用约束条件确定三次多项式系数,有下列方程组:9=0+ax+口+aa,=a1+2a+3求解方程组3+出)=02)+七《+路径点上的关节速度,可出以下任一规则确定如果机器人末端操作器在经过路径点时冇速度要求,则可以利用此路径点上的逆雅可比矩阵,把该路径点的直角坐标速度转换成关节坐标速度。轨迹规划时则以此作为速度约来条件。如果某个路径点是机器人的奇异点,即此点的逆雅可比不可求,这时就无法求关节速度了;此外,在求各点关节速度时,要逐点计算逆雅可比矩阵,并依此计算关节速度,耗时较多。路径点上的关节速度,可由以下任一规则确定由控制系统采用某种启发式方法自动地选取合适的路径点速度。用三次多项式插值前,先假设各路径点之间关节运动速度是均匀的,即图中所示用直线段将这些路径点依次连接起来。规则选定:如果桾邻线段的斜率在路径点处改变符号,则速度选为零;如杲相邻线段斜率不改变符号,则选取路径点两侧的线段斜率的平均值作为该点的速度。因此,只要给定路径点,系统就能依此规则自动生成相应的路径点速度路径点上的关节速度,可由以下任一规则确定斗按照保证毎个路铚点的加速度连续的原则,由控制系统自动地选择路径点的速度。为此,可以设法用丙条三次曲线在路径点处按一定规则连接起来,拼凑成所要求的轨迹。拼凑的约束条件是:连接处速度连续,而且加速度也连续。7.2工业机器人的编程机器人编程方式机器人编程,是针对机器人为完某瓊作亚进拉程序投复的人的吧4国和力与编国性定环境中作诀上式有大关作业能方微计算机近自然路司匿人与机器实现各种机器人揉作机器人编程方法三种形式1、示教编程操作者必须把机器人终端移动至目标位置,并把此位置对应的机器人关节角度信息记录进内存储器,这是示教过程。当要求复现这些运动吋,顺序控制器从内存读岀相应位置,机器人就可重复示教时的轨迹和各科操作,这是再现过程。手把手示教」示教盒示教于把手示教要求用户使用安装在机器人于臂内的操纵杆,按给定运动顺序示教动作内容。示教盒示教则是利用装在控制盒上的按钮驱动机器人按需要的顺序进行操作示教编程优点:只需要简单的设备和控制装置即可进行。操作简单,易于掌握。示教再现过程很快,示教之后马上即可应用。示教编程缺点:编程占用机器人的作业时间艮难规划复杂的运动轨迹以及准确的直线运动;难以与传感信息相配合难以与其他操作同步;2、机器人语言编程实现了计算机编程,并可以引人传感信息,从而提供一个更通用的方法来解决人一机器人通信接口问题。目前应用于工业中的是动作级和对象级机器人语3、离线编程用通用语言或专门语言预先进行程序设计,在离线的情况下进行轨迹规划的编程方法。离线编程系统是基于CAD数据的图形编程系统。由于CAD技术的发展,机器人可以利用CAD数据生成机器人路径,这是集机器人于CIMS系统的必由之路、机器人语言编程早期的工业机器人,由于完成的作业比较简单,作业内客改变不频繁,采用鬥定程序控制或示教再现方法即可满足要求,不存在语言问题。机器人木身的发展,计算机系统功能日益完善以及要求机器人作业内容愈加复杂化,利用程序来控制机器人显得越来越困难编程过程过于复杂,使得在作业现场对付复杂作业十分困难。述北一一用机器人语言→[控制机器人动作(一)机器人语言的发展概况1973年,斯坦福大学人工智能研究室美国IBM公司1979年,美国 Unimation公司80,美国 Automatrix公司80,美国麦道公司(二)机器人语言的分类1、根据作业描述水平的高低分(1)动作级机器人语言VAL◆以机器人手爪的运动作为作业描述的中心◇用该级语言编写的作业程序,通常由使机器人手爪从一个位置到另一个位置的一系列运动语句组成。◆动作级机器人语言的每一条语句对应于一个机器人动作。2)对象级机器人语言- AUTOPASS今以近似自然语言的方式,按照作业对象的状态变化来进行程序设计以描述操作物体之间关系为中心的语言。今它不需要去描述机器人手爪如何动作,只要由操作者给出作业本身的顺序过程的描述及环境模型的描述,机器人即可自行决定如何动作。(3)任务级机器人语言◇最理想的机器人高级语言,是用被操作物体,而不是机器人的动作来描述作业任务◇使用者只要按某种原则给岀作业起始状态和作业目标状态,机器人语言系统即可利用口有的环境信息和知识库、数据库自动进行推呷、计算,最后白动生成机器人详细的动作、顺序和相应数据。◇须具冇判断环境、描述环境的能力;同时,也必须冇自动完成许多规划任务的能力。2、按表面形式分汇编型,如VAL语编译型,如AI、LM语言;自然语言型,如 AUTOPASS语言等;(三)机器人语言的特征机器人语言则包含语言本身、语言处理系统和机器人的工作环境模型三部分9盐理系恒外部乱音工件1.具有作业环境和作业对象的描述性。1)环境输入:视机器人语言水平不同,输入方法也不相同。目前的输入方法一般是由操作者与计算机的人机对话来进行的。将来随着视觉技术的发展,可能由机器人视觉的方法自动生成。〔2)环境建模:进行机器人编程时,需要描述物体三维空间的几何关系的语言,对操作物体的位置和姿态,操作物体之间的关系进行描述,并使之模型化。2)环境模型的修改、更新:在作业过程屮,操作物体的位置、姿态以及它们之间的关系一般随着作业而发生改变,语言系统要根据操作情况的变化来改变环境模型的内容。2.具有作业内容的描述性3.具有良好的编程环境4.具有人机接口和传感器接口功能机器人离线编程、离线编程的概念第一代工业机器人采用示教编程方式,无论是采用手把手示教或控制盒示教,都需要机器人停止原来的工作。而再现时若不能满足要求,还需反复进行示教进行一项任务之前,在现场编程过程要花费很多时间,这对于大批量生产的简单作业,基本还能满足要求。但是,随着机器人应用到中小批量生产,以及要求完成任务的复杂程度的增加,用示教编程方式就很难适应了。二、机器人离线编程随着计算机技术和机器人技术的不断发展,机器人与 CAD/CAM技术结合,已形成生产效率很髙的柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS)。这些系统中大量采用工业机器人,具有很高的适用性和灵活性一)离线编程的概念杋器人离线编程就是利用计算机图形学的成果,建立机器人及作业环境的三维几何模型,然后对机器人所婓完成的任务进行离线规划和编程,并对编程结果进行动态图形仿真,最后将满足要求的编程结果传到机器人控制柜,使机器人完成指定的作业任务。(二)离线编程系统的一般要求工业杋器人离线编程系统的一个重要特点是能够和CAD!CM建立联系,能够利用CAD数据库的资料。对于一个简单的机器人作业,几乎可以直接利用CAD对零件的描述来实现编程。三)离线编程系统的基本组成10
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