matlab 机械动力学仿真,基于MATLAB的机器人动力学仿真与控制.PDF

基于MATLAB的机器人动力学仿真与控制.PDF

第27卷第13期电子设计工程 2019年7月

Vol.27 No.13 ElectronicDesignEngineering Jul.2019

基于MATLAB的机器人动力学仿真与控制

王晓明，宋吉，郑继新

(兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃兰州730050)

摘要：为研究机器人的关节动力驱动，通过MATLAB建立机器人Simulink主程序，并写入控制器子

程序，在仿真环境中调整相应参数，得到机器人的动力学仿真参数，对机器人的正逆动力学进行分

析，直观的显示了每个关节的驱动力矩大小。通过对机器人的计算力矩与反馈力矩的仿真分析，

为进一步精确控制机器人力矩提供参考。仿真实验表明，所设计的动力学参数是正确的，从而达

到了预定的目标。

关键词：机器人；动力学；MATLAB；仿真

中图分类号：TN242.2 文献标识码：A 文章编号：1674-6236(2019)13-0139-04

MATLAB⁃basedrobotdynamicssimulationandcontrol

WANGXiao⁃ming，SONGJi，ZHENGJi⁃xin

(SchoolofElectricalEngineeringandInformationEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，

Lanzhou 730050，China)

Abstract: In order to study the dynamic drive of the robot's joints，the main program of the robot

SimulinkwasestablishedthroughMATLAB，andthecontrollersubroutinewaswritten.Corresponding

parameterswereadjustedinthesimulationenvironmenttoobtainthedynamicsimulationparametersof

therobot.Throughthesimulationandanalysisofthecalculatedandfeedbackmomentsoftherobot，the

referenceisprovidedforfurtherprecisecontroloftherobotmoments.Thesimulationresultsshowthatthe

designeddynamicparametersarecorrectandachievethepredeterminedgoal.

Keywords:robot；dynamics；MATLAB；simulation

机器人运动学研究了机械手在空间的运动与各

1 动力学分析

个关节运动之间的关系。但是对于如何控制驱动机

[1]

器人的运动，运动学并未解决。假如仅仅使用运动在机器人领域，对于机器人动力学的研究主要

学方法，虽然能够完成相关功能，但是响应速度不能集中还在机器人各关节的关节位置、速度、加速度与

[2] [5]

满足实际运行要求，也更浪费能量。与运动学不同各关节执行器驱动力矩之间的关系。机器人动力

的是，机器人的动力学分析可以联合控制机器人各学是机器人力控制的基础，也是研究机器人学中最

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