浅析机械臂轨迹伺服控制的Matlab仿真 作者:孟为来 平昭琪
来源:《科协论坛·下半月》2013年第11期
摘 要:针对基于Matlab的机械臂轨迹伺服控制仿真,通过一个简化的伺服控制模型,进行仿真编程分析,对比ode45算法与自编四阶龙哥库塔方法,并阐述仿真中经常用到的一些函数及图形格式处理方法,有利于机械臂轨迹控制及仿真的研究。
关键词:机械臂 伺服控制 仿真 Matlab
中图分类号:TP241.2 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)011-038-02 1 引言
进入21世纪,机器人工业已经进入高速崛起的时代,机械臂是机器人的操作终端,有一大批机器人爱好者在研究机械臂的控制技术。然而,伺服电机及需要配置的传感器价格昂贵,使得采用实体机械臂的轨迹控制研究难以普遍实现。Matlab作为计算机辅助分析设计仿真工具,相比之下,成本低,周期短,使用方便,在各学科领域得到了应用广泛。将机械臂的控制技术与Matlab编程仿真方法结合起来,对于机械臂轨迹控制的研究非常重要。
机械臂轨迹控制的方法很多,如PID控制、自适应控制、鲁棒控制以及智能控制方法,伺服控制是一种基于机械臂动力学模型的控制方法,本文将浅析基于Matlab的机械臂轨迹伺服控制仿真技术。
2 机械臂轨迹伺服控制的简化模型
一般机械臂的运动模型可以根据拉格朗日方程得到
其中: 、H、G为n维列向量,M为n€譶正定对称矩阵,由此得到
根据参考文献[1]就可以确定 的值,因此,下文视其为已知量,且初始条件为:。 3 基于Matlab的数值积分编程
在机械臂轨迹控制仿真中,利用Matlab编程解微分方程,常用的方法是ode45函数方法。ode45是Matlab系统内置的一个微分方程数值求解函数,采用四阶、五阶Runge-Kutta算法,属于变步长算法。而采用自编四阶龙哥库塔方法,步长可根据情况自己设定。 仿真编程的步骤如下:
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