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MATLAB机器⼈⼯具箱（四）动⼒学

正动⼒学：

已知各个关节上电机提供的⼒/⼒矩，在此⼒矩作⽤下，关节如何运动，求对应各个关节⾓度、⾓速度、⾓加速度。

逆动⼒学：

已知⼀个轨迹点，以及关节速度、加速度、⾓加速度求出期望的关节⼒矩

机器⼈动⼒学参数查看：

robot.links(1).dyn

theta=q,d=0,a=0,alpha=0,oset=0(R,modDH)

r=000

I=|000|

|000|

|000|

Bm=0

Tc=0(+)0(-)

G=0

按顺序分别是运动学参数，连杆质量，质⼼位置，惯量矩阵，

正动⼒学

使⽤SerialLink.fdyn()计算正向动⼒学

(T,q,qd)=R.fdyn(tmax,ftfun)将机器⼈在0~tmax时间内的动⼒学进⾏积分，得到时间T，关节位置q、关节速度qd，初始关节位置和速度

为0，施加在关节上的扭矩由控制函数ftfun计算

TAU=FTFUN(T,Q,QD)

其中q和qd分别为关节位置和关节速度，T为当前时间

[T,q,qd]=R.fdyn(T1,ftfun,q0,qd0,ARG1,ARG2…)允许给定关节位置q0和速度qd0的初始值

例如采⽤PD控制：

⾸先定义函数估算控制

functiontau=myftfun(t,q,qd,qstar,P,D)

tau=P*(qstar-q)+D*qd;

然后将控制与动⼒学相结合：

[t,q]=robot.fdyn(10,@myftfun,qstar,P,D);

若fifun没有指定，或者为0或[]，那么对机器⼈关节施加0⼒矩

逆动⼒学SerialLink.rne

tua=R.rne(q,qd,qdd,option)是机器⼈R达到指定关节位置q(1xN)，速度qd(1XN)，加速度qdd(1XN)所需要的关节⼒矩，其中N为关节

个数,

tua=R.rne(x,tions)其中x=[q,qd,qdd](1x3N)求各个关节需要提供的tua

[tau,wbase]=R.rne(x,grav,fext)其中grav是重⼒加速度,默认值是[0,0,9.81]

fext=[Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz]

%%逆动⼒学

clc

clearall

closeall

deg=pi/180;

L1=Revolute(d,0,a,0,alpha,0,modified,...

I,[0.1183-0.00010.0001;

-0.00010.11820.0001;

0.00010.00010.0140],...

r,[0.00020.00020.1264],...

m,5.6431,...

Jm,2.2e-4,...

G,81,...

B,1.48e-3,...

Tc,[0.395-0.435],...

Tc,[0.395-0.435],...

qlim,[-180180]*deg);

L2=Revolute(d,0.06,a,0,alpha,-pi/2,modified,...

I,[0.0723,0.0000,-0.0051;0.0000,0.0784,0.0000;-0.0051,0.0000,0.0169;],...

r,[-0.0062,0.0001,0.1080],...

m,5.0478,...

Jm,2.2e-4,...

G,121,...

B,.817e-3,...

Tc,[0.126-0.071],...

qlim,[-105105]*deg);

L3