手部外骨骼机器人（机械类专业学生科研课题需要准备的前置知识点）
✅ 一、数学基础
这是所有工程学科的基础，尤其机器人领域对数学要求较高： 1 线性代数 ◦ 矩阵运算、特征值、特征向量、矩阵分解等。 ◦ 在机器人运动学、动力学中广泛使用齐次变换矩阵。 2 微积分与多元微积分 ◦ 梯度、雅可比矩阵（机器人速度分析核心）、拉格朗日方程（动力学建模）。 3 微分方程 ◦ 用于系统动态建模与控制。 4 数值分析（可选但建议） ◦ 优化设计中常用数值方法（如梯度下降、遗传算法等）。
✅ 二、专业基础课
这些是你专业课程中会逐步接触的，建议提前自学或重点掌握： 1 理论力学（静力学、运动学、动力学） ◦ 机器人建模的基础，尤其是刚体运动分析。 2 材料力学 ◦ 了解结构强度、刚度，对机器人结构设计有帮助。 3 机械原理（机构学） ◦ 理解连杆、关节、自由度、传动机构等。 4 控制工程基础 ◦ 经典控制理论（PID、系统响应、稳定性分析）。
✅ 三、专业核心课（机器人相关）
这些是直接与你课题相关的课程或知识模块： 1 机器人学基础 ◦ 正逆运动学、雅可比矩阵、轨迹规划、动力学建模（拉格朗日/牛顿-欧拉法）。 2 现代控制理论（可选） ◦ 状态空间法、最优控制、鲁棒控制等，对高级控制方法有帮助。 3 机电一体化系统设计 ◦ 结合机械、电子、控制进行系统设计。 4 传感器与执行器技术 ◦ 了解力传感器、编码器、电机等。
✅ 四、编程与工具
实际建模、仿真和控制离不开编程和软件： 1 MATLAB/Simulink ◦ 机器人建模、控制算法仿真必备。 2 Python/C++ ◦ Python 可用于算法开发、数据分析；C++ 常用于实时控制。 3 SolidWorks/CATIA/其他CAD软件 ◦ 用于机械结构设计与装配。 4 ROS（Robot Operating System，可选但推荐） ◦ 机器人开发的常用框架，适合做算法集成与仿真。
