ode45求解变刚度阻尼双足机器人动力学方程,求机器人角度某个参数对所有变量的偏导MATLAB
时间: 2023-06-26 15:04:15 浏览: 143
要使用ode45求解变刚度阻尼双足机器人动力学方程,需要先将动力学方程描述为一组一阶微分方程组。然后,可以将这个微分方程组输入到ode45中进行数值求解。
关于机器人角度某个参数对所有变量的偏导数的求解,可以使用MATLAB的符号计算工具箱来实现。以下是一个可能的实现过程:
1. 定义符号变量
```matlab
syms q1 q2 q3 q4 dq1 dq2 dq3 dq4 ddq1 ddq2 ddq3 ddq4 k d m g
```
其中,q1、q2、q3、q4分别表示机器人四个关节的角度,dq1、dq2、dq3、dq4是对应的角速度,ddq1、ddq2、ddq3、ddq4是对应的角加速度;k、d分别表示机器人的变刚度和阻尼系数,m和g分别表示机器人的质量和重力加速度。
2. 定义动力学方程
使用Lagrange方法可以推导出机器人的动力学方程。这里以一个简单的双足机器人为例,其动力学方程可以表示为:
```matlab
eq1 = m*(l1^2/3+l2^2+2*l1*l2*cos(q2)+l3^2+2*l1*l3*cos(q3+q2)+2*l2*l3*cos(q3)) * ddq1 ...
+ m*(l2^2/3+l3^2+2*l2*l3*cos(q3)) * ddq2 ...
+ m*(l3^2/3) * ddq3 ...
+ k*(q1-q4) + d*(dq1-dq4) == tau1;
eq2 = m*(l2^2/3+l3^2+2*l2*l3*cos(q3)) * ddq1 ...
+ m*(l2^2/3+l3^2+2*l2*l3*cos(q3)) * ddq2 ...
+ m*(l3^2/3) * ddq3 ...
+ k*(q2-q4) + d*(dq2-dq4) == tau2;
eq3 = m*(l3^2/3) * ddq1 ...
+ m*(l3^2/3) * ddq2 ...
+ m*(l3^2/3) * ddq3 ...
+ k*(q3-q4) + d*(dq3-dq4) == tau3;
eq4 = k*(q4-q1) + d*(dq4-dq1) == 0;
```
其中,l1、l2、l3是机器人的三个杆长,tau1、tau2、tau3分别是机器人三个关节的扭矩。
3. 求解方程组
使用MATLAB内置的solve函数可以求解出动力学方程组的解:
```matlab
sol = solve([eq1, eq2, eq3, eq4], [ddq1, ddq2, ddq3, ddq4]);
```
4. 计算偏导数
偏导数计算可以使用MATLAB的diff函数,例如,如果要计算某个角度参数q1对机器人第一个关节角速度dq1的偏导数,可以使用如下代码:
```matlab
diff(sol.ddq1, q1)
```
同理,可以计算出其他变量对角度参数q1的偏导数。
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