用MATLAB写irb2600机械臂的轨迹预测代码
时间: 2023-10-26 13:07:34 浏览: 194
机械臂轨迹规划程序
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预测机械臂轨迹的常用方法是基于逆运动学模型的数值求解方法。下面是一个简单的MATLAB代码示例:
```matlab
% 机械臂正运动学模型
function [X,Y,Z] = irb2600_forward_kinematics(q1,q2,q3,q4,q5,q6)
% DH参数
a = [0, 560, 0, 0, 0, 0];
alpha = [pi/2, 0, pi/2, -pi/2, pi/2, 0];
d = [870, 0, 170, 1150, 0, 220];
theta = [q1, q2, q3, q4, q5, q6];
% 转换矩阵
T01 = DH_transform(a(1), alpha(1), d(1), theta(1));
T12 = DH_transform(a(2), alpha(2), d(2), theta(2));
T23 = DH_transform(a(3), alpha(3), d(3), theta(3));
T34 = DH_transform(a(4), alpha(4), d(4), theta(4));
T45 = DH_transform(a(5), alpha(5), d(5), theta(5));
T56 = DH_transform(a(6), alpha(6), d(6), theta(6));
% 合并矩阵
T06 = T01 * T12 * T23 * T34 * T45 * T56;
% 计算末端坐标
X = T06(1,4);
Y = T06(2,4);
Z = T06(3,4);
end
% DH转换矩阵
function T = DH_transform(a, alpha, d, theta)
T = [cos(theta), -sin(theta)*cos(alpha), sin(theta)*sin(alpha), a*cos(theta);
sin(theta), cos(theta)*cos(alpha), -cos(theta)*sin(alpha), a*sin(theta);
0, sin(alpha), cos(alpha), d;
0, 0, 0, 1];
end
% 机械臂逆运动学模型
function [q1,q2,q3,q4,q5,q6] = irb2600_inverse_kinematics(X,Y,Z)
% 轨迹点坐标
P = [X, Y, Z];
% 联动参数
d1 = 870;
d4 = 1150;
d6 = 220;
a2 = 560;
% 计算q1
q1 = atan2(P(2), P(1));
% 计算q3
r = sqrt(P(1)^2 + P(2)^2);
s = P(3) - d1;
D = (r^2 + s^2 - a2^2 - d4^2 - d6^2) / (2*a2);
q3_1 = atan2(sqrt(1-D^2), D);
q3_2 = atan2(-sqrt(1-D^2), D);
q3 = q3_1;
% 计算q2、q4、q5、q6
T06 = irb2600_forward_kinematics(q1,q2,q3,q4,q5,q6); % 计算当前位置
R06 = T06(1:3,1:3);
P06 = T06(1:3,4);
P64 = [0; 0; d6];
P46 = P06 - R06 * P64;
P46_x = P46(1);
P46_y = P46(2);
P46_z = P46(3);
q2 = atan2(P46_z, sqrt(P46_x^2 + P46_y^2));
q4 = atan2(-R06(3,3), -R06(1,3)/sin(q2));
q5 = atan2(sqrt(1-R06(3,3)^2), R06(3,3));
q6 = atan2(-R06(2,2), R06(2,1));
% 转换为弧度制
q1 = q1 * 180 / pi;
q2 = q2 * 180 / pi;
q3 = q3 * 180 / pi;
q4 = q4 * 180 / pi;
q5 = q5 * 180 / pi;
q6 = q6 * 180 / pi;
end
% 机械臂轨迹预测
function [q1,q2,q3,q4,q5,q6] = irb2600_trajectory_prediction(X,Y,Z)
% 采样间隔
dt = 0.1;
% 速度和加速度限制
vmax = 1; % m/s
amax = 1; % m/s^2
% 当前位置
[q1,q2,q3,q4,q5,q6] = irb2600_inverse_kinematics(X(1),Y(1),Z(1));
q = [q1,q2,q3,q4,q5,q6];
% 计算每个轨迹点的关节角度
for i = 2:length(X)
% 计算当前位置和目标位置的距离
d = sqrt((X(i)-X(i-1))^2 + (Y(i)-Y(i-1))^2 + (Z(i)-Z(i-1))^2);
% 计算最大速度和加速度
vm = min(vmax, sqrt(2*amax*d));
% 计算目标位置的关节角度
[q1_new,q2_new,q3_new,q4_new,q5_new,q6_new] = irb2600_inverse_kinematics(X(i),Y(i),Z(i));
q_new = [q1_new,q2_new,q3_new,q4_new,q5_new,q6_new];
% 计算目标位置的速度和加速度
v = (q_new - q) / dt;
a = (v - (q_new - q_prev) / dt) / dt;
% 计算实际速度和加速度
if norm(v) > vm
v = v / norm(v) * vm;
a = (v - (q_new - q_prev) / dt) / dt;
end
if norm(a) > amax
a = a / norm(a) * amax;
v = (a * dt + (q_new - q_prev) / dt) / 2;
end
% 计算当前位置的关节角度
q_prev = q;
q = q + v * dt + 1/2 * a * dt^2;
% 存储关节角度
q1(i) = q(1);
q2(i) = q(2);
q3(i) = q(3);
q4(i) = q(4);
q5(i) = q(5);
q6(i) = q(6);
end
end
```
该代码实现了机械臂的正运动学和逆运动学模型,以及基于逆运动学模型的轨迹预测算法。其中,`irb2600_forward_kinematics`函数用于计算机械臂正运动学模型,`irb2600_inverse_kinematics`函数用于计算机械臂逆运动学模型,`irb2600_trajectory_prediction`函数用于实现轨迹预测算法。
使用该代码,可以输入机械臂的起始点和目标点坐标,预测机械臂从起始点到目标点的轨迹,并输出关节角度值。
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