参照课件末尾的两连杆机械手,已知连杆参数(D-H参数)表格,建立机器人的动力学模型,可选择 Newton-Euler进行matlab仿真建模

时间: 2024-02-09 08:07:11 浏览: 62
好的,我可以为您提供一个简单的 MATLAB 代码示例,用于建立两连杆机械手的动力学模型,使用 Newton-Euler 方法进行计算。 首先,我们需要定义机器人的 DH 参数,这里假设机器人的 DH 参数如下: | 连杆 | alpha(i-1) | a(i-1) | d(i) | theta(i) | |------|------------|--------|------|----------| | 1 | 0 | 0 | 0 | q1 | | 2 | 0 | l1 | 0 | q2 | 其中,alpha(i-1) 表示第 i 个连杆绕着第 i-1 个连杆的 z 轴旋转的角度,a(i-1) 表示第 i 个连杆在第 i-1 个连杆的 x 轴方向的长度,d(i) 表示第 i 个连杆在第 i-1 个连杆的 z 轴方向的长度,theta(i) 表示第 i 个连杆绕着第 i 个连杆的 z 轴旋转的角度。 然后,我们可以定义机器人的重力加速度和每个连杆的质量和长度: g = [0; 0; -9.81]; m1 = 1; m2 = 1; l1 = 1; l2 = 1; 接下来,我们可以定义机器人的初始状态,这里假设机器人的初始状态为 [0; 0; 0; 0],即四个关节角度均为 0。 q = [0; 0; 0; 0]; 然后,我们可以使用以下代码计算机器人的动力学模型: % 计算机器人的正运动学 T01 = dh2mat(alpha(1), a(1), d(1), q(1)); T12 = dh2mat(alpha(2), a(2), d(2), q(2)); T02 = T01 * T12; % 计算机器人的运动学参数 z0 = [0; 0; 1]; z1 = T01(1:3, 3); z2 = T02(1:3, 3); p1 = T01(1:3, 4); p2 = T02(1:3, 4); Jv1 = cross(z0, p2 - p1); Jv2 = z2; Jw1 = z0; Jw2 = z2; % 计算机器人的惯性矩阵 I1 = diag([m1*l1^2/12, m1*l1^2/12, m1*l1^2/12]); I2 = diag([m2*l2^2/12, m2*l2^2/12, m2*l2^2/12]); H1 = I1 + m1*(skew(p1)^2); H2 = I2 + m2*(skew(p2)^2); % 计算机器人的动力学参数 v0 = [0; 0; 0]; w0 = [0; 0; 0]; a0 = [0; 0; 0]; alpha1 = Jv1' * (H1 * Jv1 + H2 * Jv2) * Jv1; alpha2 = Jv2' * H2 * Jv2; beta1 = Jv1' * (H1 * Jv1 + H2 * Jv2) * Jw1; beta2 = Jv2' * H2 * Jw2; gamma1 = Jw1' * (H1 * Jw1 + H2 * Jw2) * Jw1; gamma2 = Jw2' * H2 * Jw2; F1 = m1 * g; F2 = m2 * g; N1 = [0; 0; 0]; N2 = [0; 0; 0]; % 计算机器人的加速度 a2 = a0 + cross(w0, v0) + cross(alpha1, Jv1) + cross(alpha2, Jv2); a1 = a0 + cross(w0, Jv1) + cross(alpha1, Jv1); a = [a1; a2]; % 计算机器人的力和力矩 F = [F1; F2]; N = [N1; N2]; f = [F; N]; % 计算机器人的动力学方程 M = [alpha1+alpha2, beta2; beta2, gamma2]; C = [cross(w0, beta1), cross(w0, gamma2*w0); zeros(3, 3), cross(w0, beta2)]; G = [0; 0; 0; -m2*g(3)*l2*cos(q(2))-m1*g(3)*l1*cos(q(1))-m2*g(3)*l1*cos(q(1)+q(2))]; qdd = inv(M) * (f - C*[v0; w0] - G); 最后,我们可以使用 MATLAB 的 ode45 函数进行数值模拟,得到机器人的运动轨迹。 希望这个代码示例能对您有所帮助!
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