機器人書單與學習資源——控制篇

作者：Yifan Hou，Roboticist

感謝作者授權ExBot轉載，知乎原文鏈接

正如 李淼所說，機器人學科太雜，一個搞導航的Roboticist和一個搞控制的Roboticist其實共同語言並不太多。
但題主問的是機器人控制，我可以分享一點經驗~我說的不一定全、對，歡迎提意見---------------------------------------------------------------
任何控制問題都有兩方面：問題，手段。
問題就是建模，指你如何用數學描述要解決的問題。在機器人控制裏，就是
1. 力學
2. 具體類型的機器人動力學手段方面，現在主流的機器人控制方法包括三大類：
1. 控制理論。
2. 優化。
3. 機器學習。把這些技能點加的差不多，機器人控制我覺得你就很牛了（我還遠沒有加滿。。）。
下面是具體的書單：
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A. 力學：
修理論力學課，或者自學推薦中科大楊維紘（hong）教授的《力學》B. 具體類型機器人動力學：
B1 機械臂類，就是連桿多剛體機構，包括足式
B1.1 最簡單的：機器人運動/動力學，可以看斯坦福JJCraig教授的《Introduction to Robotics》前面幾章
B1.2 比較完整的：多剛體動力學，上一條是它的子集。推薦書籍 Featherstone R. 《Rigid body dynamics algorithms》
B1.3 最完整的：Screw Theory，將力學各種量用羣論描述分析，邏輯性非常強，體系完整。上一條是它的子集。但是比較難，除非你對數學很有愛，否則不用很早學它B2 無人機類，請移步有哪些值得一讀的無人機 / 四旋翼方面的論文？ - Liu Top 的回答

C. 控制理論
C1 傳統控制理論 雖然叫傳統，但是絕對不陳舊，實用性和反饋的思想都讓它很值得認真學。推薦書籍《Feedback Control of Dynamic Systems》Franklin G這本是我導師給我推薦的，確實非常經典

C2 現代控制理論 基於狀態空間理論建立的學科，這個思想非常重要，要深入學。建議選課

C3 控制理論的其他分支 有很多，找對你有用的學。個人覺得最有用的是這些：
C3.1 最優控制 建議在學過凸優化後再來學它，理解會容易許多。詳細的推薦資料我回頭加上
C3.2 非線性控制 要求不高的話會反饋線性化就夠了，推薦書籍 李春文《多變量非線性控制的逆系統方法》我上過李老師的這門課，這本書講得很清楚
C3.3 魯棒控制 推薦書籍：周克敏《ESSENTIALS OF ROBUST CONTROL》有中文版貌似，周克敏教授是魯棒控制領域的大佬

D. 優化
D.1 凸優化 這是最基本又最重要的。推薦書籍：《Convex Optimization》Stephen Boyd，斯坦福的教材
D.2 軌跡優化 最優控制和增強學習都是在講軌跡優化。
D.3 想更深入學的話，現在的我幫不了你了

E. 機器學習
E.1 增強學習 其實是一種離散時間最優控制，這是機器學習學科離控制最近的。推薦書籍：《Reinforcement Learning: An Introduction》，R.S.Sutton，MIT教授。這本書網上有網頁版，對你沒看錯，網頁版，不是電子版
E.2 想更深入學的話，現在的我幫不了你了（我的機器學習很渣 需要惡補）

把這些學過，你看機器人控制、運動規劃的論文應該就比較輕鬆了，就多讀論文吧。