MATLAB（SimMechanics）机器人可视化运动仿真-关节位置控制篇

2024-06-09 20:29:13

MATLAB（SimMechanics）机器人可视化运动仿真-关节位置控制篇

摘要：
一导入机器人URDF模型
二建立关节电机控制的物理模型
三仿真结果
- 1-整体物理模型
- 2-各关节电机PID位置控制曲线
- 3-实时控制效果

摘要：

本文在前文SolidWorks转.urdf格式机器人模型导入Matlab中提到的方法基础上，对导入Matlab环境中的机器人模型进行正运动学可视化运动仿真，主要运用MATLAB中SinMechanics进行物理系统建模，然后通过对各关节电机PID控制，实现各关节的精准位置控制。

一导入机器人URDF模型

首先可通过多种方法在Simscape中建立机器人物理模型：1.可手动创建机器人各个连杆、关节等，建立各关节局部坐标以及相邻坐标转换关系等；2.也可导入各连杆的STL模型代替1中的手动创建机器人连杆；3.以上两种方法过程复杂，最简单方法是直接通过三维CAD软件导出机器人的URDF模型，其方法详见 SolidWorks转.urdf格式机器人模型导入Matlab。

然后在MATLAB中执行代码：

smimport('YourRobot.urdf')

运行代码后，在Simulink将自动生成机器人的物理模型,如上图所示。

二建立关节电机控制的物理模型

机器人的位置精准控制实质上就是伺服电机控制，本例中利用传统的PID进行电机控制来实现机器人各关节的精准位置控制。

关节1运动控制物理模型:

电机PID控制物理模型：

Control Room:

Moror控制物理模型：

三仿真结果

1-整体物理模型

2-各关节电机PID位置控制曲线

3-实时控制效果

备注：可能电脑配置低，运行时模型存在卡顿现象。

感谢：
Simscape物理系统建模教程

后记：
笔者才疏学浅，如有错误，望指出。

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