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