帮我用matlab实现一款机器人的仿真
时间: 2023-09-13 10:05:27 浏览: 111
好的,下面是一个简单的机器人仿真的代码实现,包括机器人的建模、运动规划、控制等方面。这里以一个二自由度机械臂为例,代码如下:
```matlab
% 机器人运动学参数
l1 = 1; % 第一条臂长
l2 = 1; % 第二条臂长
% 建立机器人模型
robot = robotics.RigidBodyTree;
% 添加机器人关节和连杆
body1 = robotics.RigidBody('body1');
jnt1 = robotics.Joint('jnt1','revolute');
setFixedTransform(jnt1,trvec2tform([0 0 0]));
jnt1.JointAxis = [0 0 1];
body1.Joint = jnt1;
addBody(robot,body1,'base');
body2 = robotics.RigidBody('body2');
jnt2 = robotics.Joint('jnt2','revolute');
setFixedTransform(jnt2, trvec2tform([l1 0 0]));
jnt2.JointAxis = [0 0 1];
body2.Joint = jnt2;
addBody(robot,body2,'body1');
body3 = robotics.RigidBody('body3');
jnt3 = robotics.Joint('jnt3','revolute');
setFixedTransform(jnt3, trvec2tform([l2 0 0]));
jnt3.JointAxis = [0 0 1];
body3.Joint = jnt3;
addBody(robot,body3,'body2');
% 机器人初始位置和目标位置
q0 = [0 pi/4 pi/4]; % 初始关节角度
qf = [pi/4 pi/2 pi/2]; % 目标关节角度
% 运动规划
t = linspace(0,1.5,100);
qs = jtraj(q0,qf,t);
% 控制器设计
Kp = 1.5; % 位置控制增益
Kd = 0.3; % 速度控制增益
Ki = 0.5; % 积分控制增益
dt = 0.01;
q_error_integral = 0;
q_error_last = zeros(1,3);
% 仿真循环
for i = 1:length(qs)
q = qs(i,:);
% 计算机器人运动学
T01 = getTransform(robot,q,'body1','base');
T02 = getTransform(robot,q,'body2','base');
T03 = getTransform(robot,q,'body3','base');
T = [T01 T02 T03];
plot(robot,q);
hold on;
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('z');
axis([-2 2 -2 2 -2 2]);
% 计算控制力矩
q_error = qf - q;
q_error_integral = q_error_integral + q_error*dt;
q_error_derivative = (q_error - q_error_last)/dt;
tau = Kp*q_error + Ki*q_error_integral + Kd*q_error_derivative;
q_error_last = q_error;
% 机器人控制
jointTorques = inverseDynamics(robot,q,zeros(size(q)),zeros(size(q)),tau);
sendTorquesToRobot(jointTorques);
% 暂停一段时间,实现实时仿真
pause(0.01);
end
```
这段代码中,我们首先建立了一个二自由度机械臂的机器人模型,然后进行了关节角度的运动规划,设计了一个基于PID控制的控制器,并通过inverseDynamics函数计算出机器人的控制力矩,最后通过sendTorquesToRobot函数将力矩发送给机器人进行控制。在仿真循环中,我们通过getTransform函数计算机器人的位姿,通过plot函数实时显示机器人的运动轨迹,通过pause函数实现实时仿真。
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