基于matlab用牛顿迭代法编写stewart平台正解
时间: 2023-07-20 12:04:20 浏览: 163
Stewart平台正解的求解过程可以通过牛顿迭代法进行实现,以下是基于MATLAB编写的Stewart平台正解代码:
```matlab
function [theta] = StewartPlatformInverseKinematics(p_des, L, l)
% p_des: 6x1列向量,表示平台末端位置和姿态
% L: 6x6矩阵,表示底座上6个球的坐标
% l: 6x3矩阵,表示平台上6个球的坐标
% 定义常数
tol = 1e-6; % 迭代收敛精度
max_iter = 100; % 最大迭代次数
lambda = 1.0; % 牛顿迭代法中的步长参数
% 初始化迭代变量
theta = zeros(6, 1); % 初始角度为0
% 开始迭代
for i = 1:max_iter
% 计算雅可比矩阵
J = Jacobian(theta, L, l);
% 计算误差
e = Error(p_des, theta, L, l);
% 如果误差已经小于收敛精度,则退出迭代
if(norm(e) < tol)
break;
end
% 计算牛顿方向
delta_theta = -lambda * inv(J) * e;
% 更新角度
theta = theta + delta_theta;
end
end
% 计算雅可比矩阵
function [J] = Jacobian(theta, L, l)
J = zeros(6, 6);
for i = 1:6
% 计算旋转矩阵
R = RotationMatrix(theta(i));
% 计算底座和平台上的点的坐标
p_base = L(:, i);
p_platform = l(i, :)';
% 计算旋转后的平台上的点的坐标
p_rotated = R * p_platform;
% 计算雅可比矩阵
J(:, i) = cross(p_rotated, p_base);
end
end
% 计算旋转矩阵
function [R] = RotationMatrix(theta)
c = cos(theta);
s = sin(theta);
R = [c -s 0; s c 0; 0 0 1];
end
% 计算误差
function [e] = Error(p_des, theta, L, l)
p_actual = StewartPlatformForwardKinematics(theta, L, l);
e = p_des - p_actual;
end
% 计算正解
function [p] = StewartPlatformForwardKinematics(theta, L, l)
p = zeros(6, 1);
for i = 1:6
% 计算旋转矩阵
R = RotationMatrix(theta(i));
% 计算底座和平台上的点的坐标
p_base = L(:, i);
p_platform = l(i, :)';
% 计算旋转后的平台上的点的坐标
p_rotated = R * p_platform;
% 计算末端坐标
p = p + p_base + p_rotated;
end
end
```
在上述代码中,`StewartPlatformInverseKinematics`函数使用牛顿迭代法求解Stewart平台的逆运动学,输入参数包括期望末端位置和姿态`p_des`、底座上6个球的坐标`L`、平台上6个球的坐标`l`,输出角度`theta`。`Jacobian`函数计算雅可比矩阵,`RotationMatrix`函数计算旋转矩阵,`Error`函数计算误差,`StewartPlatformForwardKinematics`函数计算Stewart平台的正解。
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