已知双足机器人动力学方程角度1、角度2、角度3变量,角度1对机器人角度2的求导MATLAB
时间: 2023-06-26 20:04:40 浏览: 97
假设角度1、角度2、角度3的符号分别为theta1、theta2、theta3,那么角度1对角度2的求导可以表示为:
```
dtheta1_dtheta2 = diff(theta1, theta2)
```
其中,diff() 函数是 MATLAB 中的求导函数,可以用于对符号表达式进行求导。以上代码执行后,dtheta1_dtheta2 就是角度1对角度2的一阶导数,即d(theta1)/d(theta2)。
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已知双足机器人动力学方程角度1、角度2、角度3变量,角度1对机器人角度2求导的MATLAB
假设角度1、角度2、角度3分别为q1、q2、q3,双足机器人的动力学方程可以表示为:
M(q) * q'' + C(q, q') + G(q) = tau
其中,M是质量矩阵,C是科里奥利力和离心力矩阵,G是重力矩阵,tau是关节力矩向量。
根据链式法则,可以得到:
dq2/dt = (dq2/dq1) * (dq1/dt)
因此,角度1对机器人角度2求导可以表示为:
dq2/dq1 = 1 / (dq1/dq2)
在MATLAB中,可以使用symbolic工具箱求解。假设q1、q2、q3是符号变量,可以先定义运动方程:
syms q1 q2 q3
f = [q1; q2; q3];
然后定义质量矩阵、科里奥利力和离心力矩阵、重力矩阵和关节力矩向量:
M = sym('m', [3 3]);
C = sym('c', [3 3]);
G = sym('g', [3 1]);
tau = sym('t', [3 1]);
接着,可以求解角速度向量和角加速度向量:
qdot = diff(f);
qddot = diff(qdot);
最后,可以求解角度1对机器人角度2求导:
dq2dq1 = 1 / diff(f(2), f(1))
已知双足机器人动力学方程角度变量分别为角度1、角度2、角度3,求角度1对机器人角度2求导的MATLAB
假设角度1对机器人角度2求导的结果为y,动力学方程可以表示为M(q)q'' + C(q,q')q' + G(q) = B*u,其中M是质量矩阵,C是科里奥利矩阵,G是重力矩阵,B是输入矩阵,u是输入向量,q是广义坐标向量,q'和q''分别是q的一阶和二阶导数。可以将动力学方程中的q''表示为:
q'' = inv(M)*(B*u - C(q,q')q' - G(q))
然后对角度2求导得到:
dq''/d角度2 = d(inv(M))/d角度2*(B*u - C(q,q')q' - G(q)) - inv(M)*d(C(q,q')q')/d角度2
注意到M是一个函数,因此需要对它进行偏导数运算。可以使用MATLAB中的syms函数定义符号变量,然后使用diff函数求偏导数。例如:
syms q1 q2 q3 q1_dot q2_dot q3_dot real
syms u1 u2 real
M = [m1+m2+m3, l2*m2*cos(q2)+l3*m3*cos(q2+q3), l3*m3*cos(q2+q3);
l2*m2*cos(q2)+l3*m3*cos(q2+q3), m2*l2^2+m3*(l2^2+2*l2*l3*cos(q3)+l3^2), m3*l3*(l2*cos(q3)+l3);
l3*m3*cos(q2+q3), m3*l3*(l2*cos(q3)+l3), m3*l3^2];
C = [0, -l2*m2*sin(q2)*q2_dot-l3*m3*sin(q2+q3)*(q2_dot+q3_dot), -l3*m3*sin(q2+q3)*(q2_dot+q3_dot);
0, 0, -m3*l3*sin(q3)*q3_dot;
0, l2*m2*sin(q2)*q2_dot, 0];
G = [0;
(m2*l2+m3*(l2+l3))*g*cos(q2);
m3*l3*g*cos(q2+q3)];
B = [1, 0;
0, 1;
0, 0];
q = [q1; q2; q3];
q_dot = [q1_dot; q2_dot; q3_dot];
u = [u1; u2];
q_ddot = inv(M)*(B*u - C*q_dot - G);
y = simplify(diff(q_ddot(1), q2))
其中,m1、m2、m3、l2、l3和g是常数,可以根据具体的机器人参数设定。最后使用simplify函数进行化简,得到角度1对机器人角度2求导的结果。
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