matlab adams 机械臂,基于ADAMS与MATLAB/SIMULINK的二杆机械臂动力学仿真与验证

川七一 , , , 乓基于与的二杆机械臂动力学仿真与验证贾雪峰‘ , 宋洪军‘ , 荣学文 , 李贻斌山东农业大学机械与电子工程学院 , 山东泰安 , 一〕」山东大学控制科学与工程学院 , 山东济南 , 摘要机械臂动力学方程在机械臂的研究中有着很重要的作用 , 在使用中必须保证动力学方程的正确性。为此 , 本文以软件为基础 , 设计一个简化二杆机械臂虚拟样机模型 , 来探讨动力学方程的验证。在中对模型进行动力学仿真分析 , 得到机械臂各关节旋转的角度、角速度、角加速度和力矩等动力学参数。并根据所建模型推导出拉格朗日动力学方程 , 通过公式计算出关节力矩 , 利用中测量数据来验证动力学方程的正确性。关键词 , 兀 , 机械臂, 动力学仿真, 拉格朗日动力学方程 ‘, 自 ‘, , 卜门门〔 , 门〔 , , , 毛一」雌 , 卜门〔 , ’ , 卫￡玉明门幽 , 门玉明月 , , 即玉明口 , 形门门〔 , 玉明 , 门〔门〔月 , , , , 门引言在机械臂研究中 , 动力学仿真与计算是研究机械臂轨迹规划和设计控制系统的重要环节 , 在使用中必须保证动力学方程的正确性。常规动力学计算方法大多采用牛顿欧拉方程或拉格朗日方程。由于机械臂是复杂的动力学系统 , 由多个连杆和关节组成 , 具有多个输入和输出 , 存在错综复杂的藕合关系和严重的非线性 , 推导过程不仅工作量大 , 而且容易出错。为了保证控制系统研究工作的正确性 , 需要对模型的动力学方程进行验证。本文以简化二杆机械臂为研究对象 , 采用拉格朗日方程法 , 利用强大的数值计算功能进行推导计算。在中对模型进行动力学仿真分析, 比较仿真值和计算值是否一致。机械系统自动动力学仿真软件采用虚拟样机技术 , 具有强大的位移、非线性分析求解功能 , 对机械系统进行运动学或动力学分析 , 可以确定系统及其各构件在任意时刻的位置、速度和加速度 , 以及引起系统及其各构件运动所需的作用力和反作用力。具体实施技术路线为基金项目国家项目 , 国家自然科学基金重点基金 , 山东省教育厅高校科研计划 , 山东省园艺机械与装备重点实验室。施加约束及驱建立一参数验证模型推导拉格朗日方程建立二杆机械臂模型用建立二杆机械臂模型的步骤设置工作环境几何建模创建两个相同的杆件对各关节添加约束在连杆上添加固定副 , 然后在两杆关节处添加转动副添加驱动为各运动副施加旋转驱动。施加了约束和驱动后的模型如图所示。目一引一利壮转肖怕兰兰表连杆参数一。一一口人一一既既日夕, 日 , ’ , 式中连杆数目 , 广义坐标 , 或寸, 广义速度 , 、或、只作用在第坐标上的广义力 , 或广义力只的量纲是力的量纲 , 还是力矩的量纲 , 要由 , 为直线坐标还是转角坐标来决定广义坐标 , 的量纲是还是要由 , 为直线坐标还是转角坐标来决定同理 , 广义速度寸, 的量纲是。还是要由寸, 为线速度还是转角速度来决定。二杆机械臂的拉格朗日动力学方程【」【厂掀掀。飞厂。、厂 , 飞入了 “ “ “ “ “ 又从 , 从少又二 , 二少又乓少其中项为惯量项项为向心力和哥式力项项为重力项从 , 从一从 , 一卜从叹一叹一一叹

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