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
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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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