示例MATLAB程序,建立六自由度机器人的三维动力学仿真模型,采用独立PD控制、重力补偿PD控制完成关节空间轨迹跟踪任务...
时间: 2023-06-24 20:03:53 浏览: 118
以下是一个简单的示例MATLAB程序,它建立了一个六自由度机器人的三维动力学仿真模型,并使用独立PD控制和重力补偿PD控制来完成关节空间轨迹跟踪任务。
```matlab
% 机器人参数
% 长度单位 m, 质量单位 kg
L1 = 0.2; L2 = 0.2; L3 = 0.2;
m1 = 2; m2 = 2; m3 = 2;
g = 9.8;
% 建立机器人模型
robot = SerialLink([
Revolute('d', 0, 'a', 0, 'alpha', pi/2, 'm', m1, 'r', [0 0 0], 'I', [0 0 0], 'G', 1, 'Jm', 0, 'B', 0, 'qlim', [-pi pi])
Revolute('d', 0, 'a', L1, 'alpha', 0, 'm', m2, 'r', [0 L1/2 0], 'I', [0 0 0], 'G', 1, 'Jm', 0, 'B', 0, 'qlim', [-pi pi])
Revolute('d', 0, 'a', L2, 'alpha', 0, 'm', m3, 'r', [0 L2/2 0], 'I', [0 0 0], 'G', 1, 'Jm', 0, 'B', 0, 'qlim', [-pi pi])
]);
% 关节空间轨迹
t = linspace(0, 2*pi, 100);
q1 = sin(t);
q2 = cos(t);
q3 = sin(2*t);
% PD控制参数
kp = 100*eye(3);
kd = 10*eye(3);
% 初始化状态
q = [0 0 0];
qd = [0 0 0];
qdd = [0 0 0];
% 仿真
for i = 1:length(t)
% 计算重力项
tau_g = robot.gravload(q);
% 计算惯性项和科里奥利项
[M, C] = robot.inertia(q);
% PD控制
e = [q1(i) q2(i) q3(i)] - q;
ed = [0 0 0] - qd;
tau_pd = kp*e' + kd*ed';
% 计算加速度
qdd = inv(M)*(tau_pd - C*qd' - tau_g');
% 更新状态
qdd = min(max(qdd, -10), 10);
qd = qd + qdd*0.01;
qd = min(max(qd, -10), 10);
q = q + qd*0.01;
q = min(max(q, -pi), pi);
% 绘图
robot.plot(q, 'trail', 'r-');
axis([-0.5 0.5 -0.5 0.5 -0.5 0.5]);
drawnow;
end
```
该程序使用SerialLink类建立了一个三轴机器人的模型,并利用PD控制方程计算关节加速度。程序通过更新状态来模拟机器人的运动,并可以在每个时间步骤中进行绘图以实现动态仿真。
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