编写一个matlab程序对ABB-IRB-1200进行动力学模型建立和正逆运动学分析
时间: 2024-03-22 15:43:00 浏览: 39
这里我们提供一个简单的MATLAB程序来对ABB-IRB-1200进行动力学模型建立和正逆运动学分析,供参考:
1. 正运动学分析
正运动学问题是指根据机器人各个关节的角度计算机器人末端执行器的位置和姿态。我们可以使用 Robotics Toolbox for MATLAB 提供的 `fkine` 函数来实现正运动学分析。
```matlab
% 定义机器人模型
robot = robotics.RigidBodyTree;
% 定义机器人的各个关节参数
L1 = Link('d', 0.290, 'a', 0, 'alpha', pi/2, 'qlim', [-2*pi/3, 2*pi/3]);
L2 = Link('d', 0, 'a', 0.270, 'alpha', 0, 'qlim', [-pi/2, pi/2]);
L3 = Link('d', 0, 'a', 0.070, 'alpha', -pi/2, 'qlim', [-pi, pi]);
L4 = Link('d', 0.302, 'a', 0, 'alpha', pi/2, 'qlim', [-2*pi/3, 2*pi/3]);
L5 = Link('d', 0, 'a', 0.302, 'alpha', -pi/2, 'qlim', [-pi, pi]);
L6 = Link('d', 0.072, 'a', 0, 'alpha', 0, 'qlim', [-2*pi/3, 2*pi/3]);
% 添加各个关节到机器人模型中
robot = addLink(robot, L1, 'base');
robot = addLink(robot, L2, 'L1');
robot = addLink(robot, L3, 'L2');
robot = addLink(robot, L4, 'L3');
robot = addLink(robot, L5, 'L4');
robot = addLink(robot, L6, 'L5');
% 随机生成一个关节角度
q = randn(6,1);
% 计算末端执行器的位置和姿态
T = robot.fkine(q);
```
2. 逆运动学分析
逆运动学问题是指根据机器人末端执行器的位置和姿态计算机器人各个关节的角度。我们可以使用 Robotics Toolbox for MATLAB 提供的 `ikine` 函数来实现逆运动学分析。
```matlab
% 定义机器人模型
robot = robotics.RigidBodyTree;
% 定义机器人的各个关节参数
L1 = Link('d', 0.290, 'a', 0, 'alpha', pi/2, 'qlim', [-2*pi/3, 2*pi/3]);
L2 = Link('d', 0, 'a', 0.270, 'alpha', 0, 'qlim', [-pi/2, pi/2]);
L3 = Link('d', 0, 'a', 0.070, 'alpha', -pi/2, 'qlim', [-pi, pi]);
L4 = Link('d', 0.302, 'a', 0, 'alpha', pi/2, 'qlim', [-2*pi/3, 2*pi/3]);
L5 = Link('d', 0, 'a', 0.302, 'alpha', -pi/2, 'qlim', [-pi, pi]);
L6 = Link('d', 0.072, 'a', 0, 'alpha', 0, 'qlim', [-2*pi/3, 2*pi/3]);
% 添加各个关节到机器人模型中
robot = addLink(robot, L1, 'base');
robot = addLink(robot, L2, 'L1');
robot = addLink(robot, L3, 'L2');
robot = addLink(robot, L4, 'L3');
robot = addLink(robot, L5, 'L4');
robot = addLink(robot, L6, 'L5');
% 定义末端执行器的目标位置和姿态
T = transl(0.5, 0.3, 0.4) * rpy2tr(0, pi/2, 0);
% 计算机器人的逆运动学解
q = robot.ikine(T);
```
3. 动力学模型建立
动力学模型建立是指根据机器人的结构和质量参数,计算机器人的动力学模型,包括质量、惯量、关节摩擦等参数。我们可以使用 Robotics Toolbox for MATLAB 提供的 `inertia` 函数来实现动力学模型建立。
```matlab
% 定义机器人模型
robot = robotics.RigidBodyTree;
% 定义机器人的各个关节参数
L1 = Link('d', 0.290, 'a', 0, 'alpha', pi/2, 'qlim', [-2*pi/3, 2*pi/3], 'm', 1, 'r', [0 0 0], 'I', [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]);
L2 = Link('d', 0, 'a', 0.270, 'alpha', 0, 'qlim', [-pi/2, pi/2], 'm', 1, 'r', [0 0 0], 'I', [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]);
L3 = Link('d', 0, 'a', 0.070, 'alpha', -pi/2, 'qlim', [-pi, pi], 'm', 1, 'r', [0 0 0], 'I', [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]);
L4 = Link('d', 0.302, 'a', 0, 'alpha', pi/2, 'qlim', [-2*pi/3, 2*pi/3], 'm', 1, 'r', [0 0 0], 'I', [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]);
L5 = Link('d', 0, 'a', 0.302, 'alpha', -pi/2, 'qlim', [-pi, pi], 'm', 1, 'r', [0 0 0], 'I', [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]);
L6 = Link('d', 0.072, 'a', 0, 'alpha', 0, 'qlim', [-2*pi/3, 2*pi/3], 'm', 1, 'r', [0 0 0], 'I', [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]);
% 添加各个关节到机器人模型中
robot = addLink(robot, L1, 'base');
robot = addLink(robot, L2, 'L1');
robot = addLink(robot, L3, 'L2');
robot = addLink(robot, L4, 'L3');
robot = addLink(robot, L5, 'L4');
robot = addLink(robot, L6, 'L5');
% 计算机器人的动力学参数
robot = robot.inertia(q);
```
以上是一个简单的MATLAB程序,可以用于对ABB-IRB-1200进行动力学模型建立和正逆运动学分析。需要注意的是,这个程序只是提供了基本的框架和函数,具体实现还需要根据实际情况进行调整和修改。
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