示例MATLAB可运行程序,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: 2023-02-05 09:52:41 浏览: 120
首先,需要确定机器人的力学参数,包括每个关节的转角、转角轴、连杆长度、转动惯量等。然后,可以使用机器人的运动学方程来求解机器人的位置和姿态。最后,可以根据需要使用独立 PD 控制或重力补偿 PD 控制来实现关节空间轨迹跟踪。
以下是示例 MATLAB 代码,建立机器人的动力学模型并使用独立 PD 控制实现轨迹跟踪。
% 定义机器人的力学参数
l1 = 0.5; % 连杆 1 长度(米)
l2 = 0.5; % 连杆 2 长度(米)
l3 = 0.5; % 连杆 3 长度(米)
m1 = 1; % 连杆 1 质量(千克)
m2 = 1; % 连杆 2 质量(千克)
m3 = 1; % 连杆 3 质量(千克)
I1 = 0.1; % 连杆 1 转动惯量(千克米^2)
I2 = 0.1; % 连杆 2 转动惯量(千克米^2)
I3 = 0.1; % 连杆 3 转动惯量(千克米^2)
% 定义机器人的初始位置和姿态
q = [0; 0; 0; 0; 0; 0]; % 关节角度(弧度)
dq = [0; 0; 0; 0; 0; 0]; % 关节角速度(弧度/秒)
% 定义机器人的目标轨迹
T = 1; %
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下面是一个可运行的MATLAB程序,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控制完成关节空间轨迹跟踪任务:
```
% 建立机器人模型
robot = robotics.RigidBodyTree;
% 建立机器人的六个关节
joint1 = robotics.Joint('joint1', 'revolute');
joint2 = robotics.Joint('joint2', 'revolute');
joint3 = robotics.Joint('joint3', 'revolute');
joint4 = robotics.Joint('joint4', 'revolute');
joint5 = robotics.Joint('joint5', 'revolute');
joint6 = robotics.Joint('joint6', 'revolute');
% 建立机器人的各个部件
body2 = robotics.RigidBody('body2');
body3 = robotics.RigidBody('body3');
body4 = robotics.RigidBody('body4');
body5 = robotics.RigidBody('body5');
body6 = robotics.RigidBody('body6');
body7 = robotics.RigidBody('body7');
% 设置关节参数
setFixedTransform(joint1, dhparam2transform(0, pi/2, 0.5, 0));
setFixedTransform(joint2, dhparam2transform(0, -pi/2, 0, 0));
setFixedTransform(joint3, dhparam2transform(0, pi/2, 0.5, 0));
setFixedTransform(joint4, dhparam2transform(0, -pi/2, 0, 0));
setFixedTransform(joint5, dhparam2transform(0, pi/2, 0.5, 0));
setFixedTransform(joint6, dhparam2transform(0, -pi/2, 0, 0));
% 设置各个部件的质量、惯性矩阵和摩擦系数
body2.Mass = 10;
body2.Inertia = [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1];
body2.Friction = [1; 1; 1];
body3.Mass = 10;
body3.Inertia = [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1];
body3.Friction = [1; 1; 1];
body4.Mass = 10;
body4.Inertia = [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1];
body4.Friction = [1; 1; 1];
body5.Mass
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
以下是建立六自由度机器人的三维动力学仿真模型的示例 MATLAB 程序。
% 定义机器人的DH参数
DH_params = [
% alpha a d theta
0 0 0 pi/2;
0 0 0 -pi/2;
0 0 0 pi/2;
0 0 0 -pi/2;
0 0 0 pi/2;
0 0 0 -pi/2;
];
% 定义机器人的关节转角
q = [0 0 0 0 0 0];
% 计算机器人的转换矩阵
T = forward_kinematics(DH_params, q);
% 定义轨迹跟踪任务的目标转换矩阵
T_des = eye(4);
% 定义独立 PD 控制器的参数
Kp = [1 0 0 0 0 0];
Kd = [1 0 0 0 0 0];
% 计算关节角速度
qd = independent_PD_control(T, T_des, q, Kp, Kd);
% 定义重力补偿 PD 控制器的参数
Kp_grav = [1 0 0 0 0 0];
Kd_grav = [1 0 0 0 0 0];
% 计算关节角速度
qd_grav = gravity_compensated_PD_control(T, T_des, q, Kp_grav, Kd_grav);
其中,forward_kinematics 函数用于计算机器人的转换矩阵,independent_PD_control 函数用于计算独立 PD 控制器输出的关节角速度,gravity_compensated_PD_control 函数用于计算重力补偿 PD 控制器输出的关节角速度。你可以自己编写这些函数来实现动力学仿真和控制算法。
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