本书针对现有的混合式学习模式中存在理论、实验及创新实践三个环节的时间及空间分离问题，探索并构建一套“理实同步-虚实结合-资源共享”线上线下混合式人才培养平台。包括：建立了全新的通信网络控制模型，解决了通信互联网络引入的时延问题，实现了混合式学习线上线下课程的同步集成，提高了高校课堂教学效率；解决了个性化知识建构平台集成和多设备跨平台集成的信息安全问题，构建了创造性知识生成系统，并完成了知识库的自动更新。采用线下高校课堂与线上慕课混合策略，打造了一套全程同步混合式学习环境平台，满足学生从入学到毕业的“理论、实验、创新实践一体化同步混合式学习”的需求。

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Xiaojun Yu, Zeming Fan*, Xingduo Wang, Hao Wan, Pengbo Wang, Xilei Zeng, and Feng Jia, “A Lab-customized Autonomous Humanoid Harvesting Robot”, Accepted by Computers & Electrical Engineering, Sep. 2021.

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究意义 1
1.2 研究现状及发展动态 6
1.3 核心内容 9
1.4 本书结构 10
第2章 线上线下混合式人才培养平台需求分析与关键技术 12
2.1 线上线下混合式人才培养平台可行性分析 12
2.2 平台基本业务分析 13
2.3 平台功能需求分析 14
2.3.1 数据发送和采集功能 14
2.3.2 实验设备远程监控功能 14
2.3.3 用户相关功能 15
2.3.4 Web浏览器虚拟仿真功能 15
2.3.5 在线编程功能 16
2.3.6 教学资源共享 16
2.4 关键开发环境 16
2.4.1 B/S模式 16
2.4.2 TCP/IP协议 17
2.4.3 SpringBoot框架 17
2.4.4 Vue框架 18
2.5 关键技术 18
2.6 本章小结 21
第3章 线上线下混合式人才培养平台总体设计 22
3.1 线上线下混合式人才培养平台拟解决的关键问题 22
3.2 解决方案与技术路线 22
3.3 平台总体框架 25
3.4 用户层总体设计 26
3.4.1 教学资源模块设计 27
3.4.2 用户管理与实验排队模块设计 28
3.4.3 在线实验模块设计 30
3.5 服务层总体设计 35
3.5.1 真实设备实验后台实现 35
3.5.2 服务层排队设计 36
3.5.3 网络通信模块设计 37
3.6 飞行器模拟设备层总体设计 39
3.6.1 软件设计 39
3.6.2 硬件设计 42
3.7 机器人控制设备层总体结构 45
3.7.1 软件结构 45
3.7.2 硬件结构 45
3.8 本章小结 46
第4章 线上线下混合式人才培养平台控制策略 47
4.1 线上线下混合式人才培养平台时延分析 47
4.1.1 时延组成 47
4.1.2 时延对控制系统的影响 48
4.1.3 网络时延对线上线下混合式人才培养平台的影响 50
4.2 Smith预估控制 53
4.2.1 Smith预估控制原理 53
4.2.2 平台模型描述 55
4.2.3 仿真分析 57
4.2.4 实际场景验证 58
4.3 自抗扰 Smith预估控制 62
4.3.1 仿真分析 63
4.3.2 实际验证 65
4.4 新型 Smith预估控制设计 69
4.5 本章小结 74
第5章 基于飞行器负载模拟的控制类线上线下混合式人才培养平台 75
5.1 飞行器负载模拟人才培养方式 75
5.1.1 飞行器负载模拟培养平台简介 75
5.1.2 培养方式 76
5.2 飞行器负载模拟器建模研究 78
5.2.1 飞行器负载模拟器概述 78
5.2.2 电机模型分析 78
5.2.3 最小二乘辨识法建模 89
5.2.4 辨识法建模 93
5.3 实验台耦合及解耦研究 99
5.3.1 解耦概述 99
5.3.2 转台动力学建模 99
5.3.3 飞行器负载模拟器动力学方程 104
5.3.4 耦合模型仿真及验证 108
5.3.5 解耦研究 112
5.3.6 解耦设计及验证 115
5.4 系统控制策略研究 118
5.4.1 概述 118
5.4.2 PID控制器 119
5.4.3 模糊控制器 122
5.4.4 伺服电机控制系统设计 123
5.4.5 直流力矩电机系统三闭环 128
5.5 飞行器负载模拟器系统设计与实现 135
5.5.1 概述 135
5.5.2 实验台总体结构 135
5.5.3 控制系统结构 137
5.5.4 实验台软件设计 142
5.6 平台人才培养过程 143
5.7 本章小结 156
第6章 基于仿人机器人的智能机器人类线上线下混合式人才培养平台 157
6.1 引言 157
6.2 工业机器人教学系统现状及存在问题 157
6.2.1 线上线下课程与理论实训的混合集成 157
6.2.2 实训系统由单一传统示教到示教与仿真综合化 158
6.2.3 机器人技术资源服务平台由专有到通用 158
6.3 混合式工业机器人教学系统设计 159
6.3.1 拓扑结构设计 159
6.3.2 多功能实训教学软件系统 159
6.3.3 理论、示教、仿真、编程有机集成的线上线下混合式教学软件 160
6.3.4 教学软件、培训系统、服务平台有机融合的应用实训体验基地 160
6.4 机器人创新综合实训系统 161
6.4.1 工业机器人动态建模与 3D仿真 162
6.4.2 工业机器人离线组态编程及后置代码转换与加载 162
6.4.3 工业机器人离线组态编程仿真实训软件 162
6.4.4 工业机器人实训系统的研发与测试 163
6.5 机器人云资源服务平台 163
6.5.1 跨平台机器人操作接口 164
6.5.2 新型模型求解及智能检索技术 164
6.5.3 基于深度学习的云 -边-端运算系统研究 164
6.6 本机器人教学系统特色 165
6.6.1 理论、示教、仿真有机集成的线上线下混合式教学软件构建技术 165
6.6.2 基于中间件的工业机器人离线组态编程技术 165
6.6.3 基于ROS云技术的工业机器人技术资源服务平台构建技术 165
6.6.4 工业机器人应用实训体验基地建设 165
6.7 混合型机器人教学系统的应用效果 166
6.8 混合型机器人教学系统的人才培养方式 167
6.8.1 培养方式描述 167
6.8.2 培养方式演示 168
6.9 本章小结 178
第7章 线上线下混合式人才培养平台特色 179
7.1 平台人才培养特点 179
7.2 平台评价体系 180
7.3 平台对传统教学的延伸与拓展 180
参考文献 181