已知变刚度阻尼双足机器人动力学方程,求机器人某个变量对所有变量求导MATLA
时间: 2023-06-25 13:03:23 浏览: 201
首先,我们需要确定机器人的变量,以及它们在动力学方程中的表示方式。通常,机器人的变量包括关节角度、关节速度、关节加速度、支撑腿和摆动腿的质心位置和速度等。
假设我们要对关节角度求导,那么我们需要对动力学方程中的关节角度求偏导数。可以使用MATLAB的符号计算工具箱来自动化完成这个过程。
下面是一个简单的示例代码:
```matlab
syms q1 q2 q3 dq1 dq2 dq3 ddq1 ddq2 ddq3
% 定义机器人的动力学方程,这里仅为示例,具体方程需要根据机器人的结构和参数进行推导
M = [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1];
C = [0 0 0; 0 0 0; 0 0 0];
G = [0; 0; 0];
tau = [0; 0; 0];
q = [q1; q2; q3];
dq = [dq1; dq2; dq3];
ddq = [ddq1; ddq2; ddq3];
% 求关节角度的一阶导数和二阶导数
dq = jacobian(q, [q1, q2, q3]) * dq';
ddq = jacobian(dq, [q1, q2, q3]) * dq' + jacobian(dq, [dq1, dq2, dq3]) * ddq';
% 求动力学方程对关节角度的一阶导数和二阶导数的偏导数
dM_dq = jacobian(M, [q1, q2, q3]);
dC_dq = jacobian(C, [q1, q2, q3]);
dG_dq = jacobian(G, [q1, q2, q3]);
dtau_dq = jacobian(tau, [q1, q2, q3]);
dM_dqdot = jacobian(M, [dq1, dq2, dq3]);
dC_dqdot = jacobian(C, [dq1, dq2, dq3]);
dtau_dqdot = jacobian(tau, [dq1, dq2, dq3]);
% 求关节角度对所有变量的偏导数
dq_all = [dq1; dq2; dq3];
ddq_all = [ddq1; ddq2; ddq3];
syms q1 q2 q3 dq1 dq2 dq3 ddq1 ddq2 ddq3
Jq = jacobian(dq_all, [q1, q2, q3, dq1, dq2, dq3, ddq1, ddq2, ddq3]);
% 计算结果
dM_dq_val = subs(dM_dq, [q, dq], [q_val, dq_val]);
dC_dq_val = subs(dC_dq, [q, dq], [q_val, dq_val]);
dG_dq_val = subs(dG_dq, q, q_val);
dtau_dq_val = subs(dtau_dq, [q, dq], [q_val, dq_val]);
dM_dqdot_val = subs(dM_dqdot, dq, dq_val);
dC_dqdot_val = subs(dC_dqdot, dq, dq_val);
dtau_dqdot_val = subs(dtau_dqdot, dq, dq_val);
Jq_val = subs(Jq, [q, dq, ddq], [q_val, dq_val, ddq_val]);
% 最终结果为
dq_dq = Jq_val * dM_dqdot_val * dq_all + Jq_val * (dC_dq_val * dq_all + dC_dqdot_val * ddq_all) + Jq_val * dG_dq_val + dtau_dq_val;
ddq_dq = Jq_val * dM_dq_val * Jq_val' + Jq_val * dC_dqdot_val * Jq_val' + dtau_dqdot_val;
```
需要注意的是,这只是一个简单的示例代码,实际情况下,动力学方程可能更加复杂,求导的过程也可能更加繁琐。
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