Matlab 机器人工具箱动力学

文章目录

R.dyn
R.fdyn
R.accel
R.rne
R.gravload
R.inertia
R.coriolis
R.payload
参考链接

官网：Robotics Toolbox - Peter Corke

R.dyn

查看动力学参数

mdl_puma560;
p560.dyn;%查看puma560机械臂所有连杆的动力学参数
p560.dyn(2);%查看puma560机械臂第二连杆的动力学参数
p560.links(2).dyn;%查看puma560机械臂第二连杆的动力学参数

R.fdyn

正动力学函数，根据力矩求解关节值。

[Tsim, q, qd] = R.fdyn(T, torqfun)

输入：T表示整个时间间隔，torqfun表示力矩函数
输出：Tsim表示每个采样时间点，q、qd表示各关节角度、角速度

[T, q, qd] = R.fdyn(T, torqfun, q0, dq0, ARG1, ARG2, ...)
% PD控制例子
[t, q] = R.fdyn(10, @mytorqfun, qstar, P, D);
function tau = mytorqfun(t, q, qd, qstar, P, D)
tau = P*(qstar-q) + D*qd;

设定关节角度、角速度的初值，并确定力矩函数中所含的参数。

R.accel

计算角加速度。

qdd = R.accel(q,qd,torqfun); %输入位置、速度、力矩，求解角加速度

% torqfun = [0,30,6,0,0,0];%设定一组关节力
bot_nf=bot.nofriction();
[T,q,qd] = bot_nf.fdyn(1, torqfun)
for i=1:65,
	qdd = bot_nf.accel(q(i,:),qd(i,:),torqfun)
end

R.rne

根据关节值求解所需力矩。

% 根据关节角度、角速度、角加速度等信息，求解各关节所需力矩
tau = R.rne(q, qd, qdd)
% 根据关节角度、角速度、角加速度、机器人末端作用力fext，求解各关节所需力矩
tau = R.rne(q, qd, qdd, grav, fext)
% 其中grav是重力加速度
% 其中fext=[Fx Fy Fz Mx My Mz]

R.gravload

求解重力载荷

>> mdl_puma560;
>> p560.gravload([1 2 3 4 5 6])%给定关节角度，求解出重力载荷
ans =
    0.0000   -7.9683    8.4581   -0.0197    0.0027         0

R.inertia

求解关节空间惯性矩阵

>> mdl_puma560;
>> p560.inertia([1 2 3 4 5 6])%给定关节角度，求解出关节空间惯性矩阵
ans =
    2.6152   -0.6550   -0.0363    0.0001    0.0010    0.0000
   -0.6550    4.3038    0.2953   -0.0008   -0.0017    0.0000
   -0.0363    0.2953    0.9366   -0.0009   -0.0006    0.0000
    0.0001   -0.0008   -0.0009    0.1926    0.0000    0.0000
    0.0010   -0.0017   -0.0006    0.0000    0.1713    0.0000
    0.0000    0.0000    0.0000    0.0000    0.0000    0.1941

R.coriolis

求解科氏力和向心力的耦合矩阵

>> mdl_puma560;
>> qd = [0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1];%给定关节速度
>> C = p560.coriolis(qn,qd)%给定关节角度、关节速度，计算科式力和向心力的耦合矩阵
C =
   -0.0267   -0.1291    0.0170   -0.0000   -0.0003    0.0000
    0.0627    0.0386    0.0771   -0.0002   -0.0000   -0.0000
   -0.0361   -0.0387   -0.0001   -0.0001   -0.0003   -0.0000
    0.0000    0.0001   -0.0000    0.0000    0.0000   -0.0000
   -0.0000    0.0001    0.0002   -0.0000   -0.0000   -0.0000
    0.0000    0.0000    0.0000    0.0000    0.0000         0

R.payload

求解有效载荷

>> mdl_puma560;
>> p560.inertia([1 2 3 4 5 6])%没有施加有效载荷时的惯性矩阵
ans =
    2.6152   -0.6550   -0.0363    0.0001    0.0010    0.0000
   -0.6550    4.3038    0.2953   -0.0008   -0.0017    0.0000
   -0.0363    0.2953    0.9366   -0.0009   -0.0006    0.0000
    0.0001   -0.0008   -0.0009    0.1926    0.0000    0.0000
    0.0010   -0.0017   -0.0006    0.0000    0.1713    0.0000
    0.0000    0.0000    0.0000    0.0000    0.0000    0.1941
>> p560.payload(1,[0,0.1,0.2])%施加有效载荷
>> p560.inertia([1 2 3 4 5 6])%施加有效载荷后的惯性矩阵
ans =
    2.8033   -0.8506   -0.0951    0.0079    0.0778    0.0368
   -0.8506    4.6513    0.4828   -0.0858   -0.1011   -0.0584
   -0.0951    0.4828    1.1338   -0.0988   -0.0169   -0.0214
    0.0079   -0.0858   -0.0988    0.2416    0.0029    0.0082
    0.0778   -0.1011   -0.0169    0.0029    0.2120    0.0192
    0.0368   -0.0584   -0.0214    0.0082    0.0192    0.2041