机器人动力学模型与阻抗控制MATLAB仿真

2024-06-04 12:12

本文主要是介绍机器人动力学模型与阻抗控制MATLAB仿真,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

机器人刚体动力学由以下方程控制!!!

startup_rvc
mdl_puma560
p560.dyn

提前计算出来这些“disturbance”,然后在控制环路中将它“抵消”(有时候也叫前馈控制)

求出所需要的力矩,其中M项代表克服了机械臂的加速度惯量以及不同连杆之间的惯量影响所需力矩、C项代表了克服科里奥利力和离心力所需力矩、G项代表了克服地球引力力矩。

Inverse Dynamics叫做反向动力学,它的作用是输入想要的关节速度(qd)、关节加速度(qdd)、关节角度(q),输出为每个关节所需要的力矩(u)。当然也有正向动力学(forward dynamics),它的作用和反向动力学相反,输入关节角度(q)、关节速度(qd)、每个关节的力矩(u),输出为每个关节的加速度(qdd)

“前馈控制”的例子,它的作用是预先计算出所需的力矩,输入给控制器,“反馈”的存在是为了消除一些误差,例如摩擦力

J=[-sin(q1)-sin(q1+q2) -sin(q1+q2);cos(q1)+cos(q1+q2) cos(q1+q2)];
d_J=[-dq1*cos(q1)-(dq1+dq2)*cos(q1+q2) -(dq1+dq2)*cos(q1+q2);-dq1*sin(q1)-(dq1+dq2)*sin(q1+q2) -(dq1+dq2)*sin(q1+q2)];

function torque_out    = fcn(u_matrix,q1,q2)%% Robot Joint and mass parameters
g=9.81;
m1=0.3;
m2=1;
l1=0.2;
l2=0.2;%% B = M Matrix 
B=[  (m1+m2)*l1^2+m2*l2^2+2*m2*l2*l1*cos(q2)  (m2*l2^2+m2*l1*l2*cos(q2)) ; (m2*l2^2+m2*l1*l2*cos(q2))  m2*l2^2];torque_out= B* u_matrix ;end

C=[-(m2*l1*l2*sin(q2)*(2*q1dot*q2dot+q2dot^2)) ; -m2*l1*l2*sin(q2)*q1dot^2];

G=[(m1+m2)*g*l1*cos(q1)+m2*l2*g*cos(q1+q2) ; +m2*g*l2*cos(q1+q2)];

Minv=[ (m2*l2^2)/(((m1+m2)*l1^2*l2^2*m2)-(m2^2*l1^2*l2^2*cos(q2))) -(m2*l2^2+m2*l1*l2*cos(q2))/(((m1+m2)*l1^2*l2^2*m2)-(m2^2*l1^2*l2^2*cos(q2))) ; -(m2*l2^2+m2*l1*l2*cos(q2))/(((m1+m2)*l1^2*l2^2*m2)-(m2^2*l1^2*l2^2*cos(q2))) ((m1+m2)*l1^2+m2*l2^2+2*m2*l2*l1*cos(q2))/(((m1+m2)*l1^2*l2^2*m2)-(m2^2*l1^2*l2^2*cos(q2)))];

alfa = 6.7;beta = 3.4;
epc = 3.0;eta = 0;
m1 = 1;l1 = 1;
lc1 = 1/2;I1 = 1/12;
g = 9.8;
e1 = m1*l1*lc1-I1-m1*l1^2;
e2 = g/l1;M = [alfa+2*epc*cos(q2)*eta*sin(q2),beta+epc*cos(q2)+eta*sin(q2);beta+epc*cos(q2)+eta*sin(q2),beta];
C = [(-2*epc*sin(q2)+2*eta*cos(q2))*dq2,(-epc*sin(q2)+eta*cos(q2)*dq2;(epc*sin(q2)-eta*cos(q2)*dq1,0];
G = [epc*e2*cos(q1+q2)+eta*e2*sin(q1+q2)+(alfa-beta+e1)*e2*cos(q1);epc*e2*cos(q1+q2)+eta*e2*sin(q1+q2)];

J=[-sin(q1)-sin(q1+q2) -sin(q1+q2);cos(q1)+cos(q1+q2) cos(q1+q2)];

画圆轨迹:

xc=[1.0-0.2*cos(pi*t) 1.0+0.2*sin(pi*t)]';

dxc=[0.2*pi*sin(pi*t) 0.2*pi*cos(pi*t)]';

ddxc=[0.2*pi^2*cos(pi*t) -0.2*pi^2*sin(pi*t)]';

function [xd, yd] = fcn(r, t, w, x, y)alpha = t*w;xd = x + r*cos(alpha);
yd = y + r*sin(alpha);end

基于力矩的阻抗控制

动力学模型如下

阻抗控制模型如下

把这个阻抗模型得到的加速度带入到机器人动力学模型中,消除加速度ddx非线性项,得到控制律

基于模型的阻抗控制

笛卡尔空间的机器人动力学模型可描述为:

阻抗控制器可设计为:

————————————————————————————————

BA的存在导致系统耦合,如果希望在与环境交互过程中保持线性并解耦,需要测量接触力:

因此,

正向动力学

参考文献:

平面2R机器人运动学与动力学建模基于平面2R机器人谈谈运动学和动力学建模的应用icon-default.png?t=N7T8https://mp.weixin.qq.com/s/1gQTDHpyUkTMst_OdVFlnw

MATLAB 中的机械臂算法——动力学系列技术文章icon-default.png?t=N7T8https://mp.weixin.qq.com/s/opQcpv02sysIcz8seg3lkQ

这篇关于机器人动力学模型与阻抗控制MATLAB仿真的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1030045

相关文章

Python远程控制MySQL的完整指南

《Python远程控制MySQL的完整指南》MySQL是最流行的关系型数据库之一,Python通过多种方式可以与MySQL进行交互,下面小编就为大家详细介绍一下Python操作MySQL的常用方法和最... 目录1. 准备工作2. 连接mysql数据库使用mysql-connector使用PyMySQL3.

如何搭建并配置HTTPD文件服务及访问权限控制

《如何搭建并配置HTTPD文件服务及访问权限控制》:本文主要介绍如何搭建并配置HTTPD文件服务及访问权限控制的问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、安装HTTPD服务二、HTTPD服务目录结构三、配置修改四、服务启动五、基于用户访问权限控制六、

详解如何使用Python从零开始构建文本统计模型

《详解如何使用Python从零开始构建文本统计模型》在自然语言处理领域,词汇表构建是文本预处理的关键环节,本文通过Python代码实践,演示如何从原始文本中提取多尺度特征,并通过动态调整机制构建更精确... 目录一、项目背景与核心思想二、核心代码解析1. 数据加载与预处理2. 多尺度字符统计3. 统计结果可

SpringBoot整合Sa-Token实现RBAC权限模型的过程解析

《SpringBoot整合Sa-Token实现RBAC权限模型的过程解析》:本文主要介绍SpringBoot整合Sa-Token实现RBAC权限模型的过程解析,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学... 目录前言一、基础概念1.1 RBAC模型核心概念1.2 Sa-Token核心功能1.3 环境准备二、表结

MySQL精准控制Binlog日志数量的三种方案

《MySQL精准控制Binlog日志数量的三种方案》作为数据库管理员,你是否经常为服务器磁盘爆满而抓狂?Binlog就像数据库的“黑匣子”,默默记录着每一次数据变动,但若放任不管,几天内这些日志文件就... 目录 一招修改配置文件:永久生效的控制术1.定位my.cnf文件2.添加核心参数不重启热更新:高手应

SpringBoot请求参数接收控制指南分享

《SpringBoot请求参数接收控制指南分享》:本文主要介绍SpringBoot请求参数接收控制指南,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录Spring Boot 请求参数接收控制指南1. 概述2. 有注解时参数接收方式对比3. 无注解时接收参数默认位置

Spring Security+JWT如何实现前后端分离权限控制

《SpringSecurity+JWT如何实现前后端分离权限控制》本篇将手把手教你用SpringSecurity+JWT搭建一套完整的登录认证与权限控制体系,具有很好的参考价值,希望对大家... 目录Spring Security+JWT实现前后端分离权限控制实战一、为什么要用 JWT?二、JWT 基本结构

Android实现两台手机屏幕共享和远程控制功能

《Android实现两台手机屏幕共享和远程控制功能》在远程协助、在线教学、技术支持等多种场景下,实时获得另一部移动设备的屏幕画面,并对其进行操作,具有极高的应用价值,本项目旨在实现两台Android手... 目录一、项目概述二、相关知识2.1 MediaProjection API2.2 Socket 网络

Spring Security基于数据库的ABAC属性权限模型实战开发教程

《SpringSecurity基于数据库的ABAC属性权限模型实战开发教程》:本文主要介绍SpringSecurity基于数据库的ABAC属性权限模型实战开发教程,本文给大家介绍的非常详细,对大... 目录1. 前言2. 权限决策依据RBACABAC综合对比3. 数据库表结构说明4. 实战开始5. MyBA

用js控制视频播放进度基本示例代码

《用js控制视频播放进度基本示例代码》写前端的时候,很多的时候是需要支持要网页视频播放的功能,下面这篇文章主要给大家介绍了关于用js控制视频播放进度的相关资料,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋友可... 目录前言html部分:JavaScript部分:注意:总结前言在javascript中控制视频播放