内容发布更新时间 : 2024/5/17 16:19:07星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验 二自由度机器人的位置控制

一、实验目的

1. 运用Matlab语言、Simulink及Robot工具箱，搭建二自由度机器人的几何模型、动力学模型，

2. 构建控制器的模型，通过调整控制器参数，对二自由度机器人的位姿进行控制，并达到较好控制效果。

二、工具软件

1.Matlab软件

2.Simulink动态仿真环境 3.robot工具箱

模型可以和实际中一样，有自己的质量、质心、长度以及转动惯量等，但需要注意的是它所描述的模型是理想的模型，即质量均匀。这个工具箱还支持Simulink的功能，因此，可以根据需要建立流程图，这样就可以使仿真比较明了。

把robot 工具箱拷贝到MATLAB/toolbox文件夹后，打开matalb软件，点击file--set path，在打开的对话框中选add with subfolders，选中添加MATLAB/toolbox/robot，保存。这是在matlab命令窗口键入roblocks就会弹出robot 工具箱中的模块（如下图）。

三、实验原理

在本次仿真实验中，主要任务是实现对二自由度机器人的控制，那么首先就要创建二自由度机器人对象，

y0x0q1z0q2

二自由度机器人坐标配置

仿真参数如下表1：

表1 二连杆参数配置

意义 杆1长 杆2长 杆1重心 杆2重心 杆1重量 杆2重量 杆1惯量 杆2惯量 重力加速度

符号 l1 l2 lc1 lc2 m1 m2 I1 I2 G 值 0.45 0.55 0.091 0.105 23.90 4.44 1.27 0.24 9.8 单位 m m m m kg kg kg. m2 kg. m2 m /sec2 1.运动学模型 构建二连杆的运动学模型，搭建twolink模型在MATLAB命令窗口下用函数drivebot(WJB)即可观察到该二连杆的动态位姿图。

%文件名命名为自己名字的首字母_twolink %构造连杆一

L{1}=link([0 0.45 0 0 0],'standard') ; L{1}.m=23.9 ; L{1}.r=[0.091 0 0] ; L{1}.I=[0 0 0 0 0 0] ; L{1}.Jm=0 ; L{1}.G=1 ; %构造连杆二

L{2}=link([0 0.55 0 0 0],'standard') ; L{2}.m=4.44 ; L{2}.r=[0.105 0 0] ; L{2}.I=[0 0 0 0 0 0] ; L{2}.Jm=0 ; L{2}.G=1 ;

%（机器人的名字请用自己名字的首字母如） WJB=robot(L) ;

WJB.name='WJB_twolink' ; %设定二连杆名字 qz=[0 0] ; qr=[0 pi/2] ;

2.二连杆动力学部分

实现机器人内部动力学构建，根据拉格朗日法建立机器人动力学模型（见书上P55）即下式 ：