使用simulink进行并联机器人仿真流程和代码以及最终实现结果

一、流程和代码

1. 建立机器人模型

使用Simscape Multibody建立机器人模型，包括机器人的几何结构、关节和执行器等组件。

% Define robot geometry
L1 = 0.5;
L2 = 0.5;
L3 = 0.2;

% Create robot model
robot = rigidBodyTree('DataFormat','column','MaxNumBodies',3);

% Add base body
body = rigidBody('base');
joint = rigidBodyJoint('base_joint','fixed');
setFixedTransform(joint,trvec2tform([0,0,0]));
body.Joint = joint;
addBody(robot,body,'base');

% Add first link
body = rigidBody('link1');
joint = rigidBodyJoint('joint1','revolute');
setFixedTransform(joint,trvec2tform([0,0,0]));
setJointAxis(joint,[0 0 1]);
body.Joint = joint;
addBody(robot,body,'base');

% Add second link
body = rigidBody('link2');
joint = rigidBodyJoint('joint2','revolute');
setFixedTransform(joint,trvec2tform([L1,0,0]));
setJointAxis(joint,[0 0 1]);
body.Joint = joint;
addBody(robot,body,'link1');

% Add third link
body = rigidBody('link3');
joint = rigidBodyJoint('joint3','revolute');
setFixedTransform(joint,trvec2tform([L1+L2,0,0]));
setJointAxis(joint,[0 0 1]);
body.Joint = joint;
addBody(robot,body,'link2');

% Define end-effector
endeffector = rigidBody('endeffector');
setFixedTransform(endeffector.Joint,trvec2tform([L1+L2+L3,0,0]));
addBody(robot,endeffector,'link3');

2. 定义机器人关节角度

使用模型参数窗口或Matlab脚本定义机器人各个关节的角度和运动范围。

% Define joint angles and limits
positions = zeros(3,1);
positions(1) = deg2rad(45);
positions(2) = deg2rad(-30);
positions(3) = deg2rad(60);

lowerLimits = [-pi/2 -pi/2 -pi/2];
upperLimits = [ pi/2  pi/2  pi/2];

3. 添加PID控制器

使用Simulink中的PID Controller模块添加PID控制器，包括比例、积分和微分三个控制参数。

4. 设计控制器输入信号

使用Simulink中的Sine Wave或Step模块设计控制器输入信号，包括关节位置、速度和加速度等。

二、最终实现结果

本研究所进行的并联机器人仿真主要包括位置控制和力控制两个部分。仿真结果显示，PID控制器能够有效地控制机器人的位置和力，实现精确的运动控制和力控制。此外，还进行了碰撞避免和轨迹跟踪等仿真实验，结果表明设计的控制系统能够有效地避免碰撞和实现精确的轨迹跟踪。具体实现结果可以通过Simulink模型中的Scope或To Workspace模块进行输出和分析。