平面三自由度机器人动力学建模matlab代码及simulink流程图

平面三自由度机器人动力学建模通常涉及两个关键步骤：数学模型的建立和使用MATLAB/Simulink进行仿真。以下是简化的步骤和一些基本代码示例：

1. **数学模型**：
- 首先，你需要确定机器人的运动学模型，包括关节角度、速度和加速度的关系。这涉及到连杆长度、转动轴位置等信息。对于三自由度平面机器人（如PUMA560），每个关节有三个变量（θ1, θ2, θ3）。

   % 假设关节角速度向量
   qdot = [q1_dot; q2_dot; q3_dot];

   % 构造旋转矩阵R关于各个关节
   R1 = rotz(q1);
   R2 = roty(q2)*R1;
   R3 = rotz(q3)*R2;

   % 接下来计算末端执行器的位置和速度
   pos = R3 * [L1; 0; L2] + R2 * [0; L3; 0]; % 其中L为杆长
   vel = skew([0; 0; 1]) * pos + R3 * [0; 0; w3] + R2 * [w2; 0; 0];

2. **动力学建模**：
使用牛顿-欧拉方程描述机器人动力学，包括力矩平衡。这里假设质量分布均匀，忽略惯性力等简化情况。

   % 简单的动力学方程示例（不含摩擦力和重力）
   tau = inv(Inertia) * (Coriolis + Centrifugal + Gravitation); % 力矩

3. **MATLAB/Simulink**：
- 创建Simulink模型，可以将上述数学模型转化为系统模块，输入关节速度，输出力矩需求。
- 设计控制算法，比如PID控制器，来计算驱动电机所需的电流或电压信号。

   open_system('robotics_model');
   set_param('ControllerBlock', 'InputPort', 'true'); % 添加输入端口

4. **流程图**：
- 在Simulink中，从传感器获取关节角度，通过传递到动力学模型块得到力矩需求，再通过控制器计算电机信号，最后驱动执行器。