4)机器人静力学和雅克比实验

实验（4）机器人机器人静力学和雅克比实验一、实验目的：1）理解机器人角速度的相关概念；2）对构建的机器人进行速度分析；3）了解和熟悉机器人雅克比矩阵的含义，4）能够使用simulink构建机器人仿真模型。二、雅克比矩阵图1机器人雅克比矩阵在机器人学中，通常使用雅克比将关节速度与操作臂末端的笛卡尔速度联系起来：在matlab工具箱中，求取机器人雅克比矩阵函数为，J=p560.jacob0(qr)，其中p560为机器人名。逆雅克比矩阵：分析雅克比矩阵：其中，在matlab工具相中对应函数为，推导可得，变换为，简化模型化为，在matlab工具箱中，对应的RPY的雅克比速度映射函数，该函数为从RPY角速度到角速度的雅克比变换函数。即上式中的。在matlab工具箱中，对应的ZYZ欧拉角的雅克比速度映射函数，eul2jac(0.1,0.2,0.3)ans=0-0.09980.197700.99500.01981.000000.9801对应书中p113页中公式（5-41和5-42）。综上可得到解析型雅克比，三、基于simulink的机器人仿真模型建立，要求机器人末端以一定的速度运行。步骤如下：1）新建simulink模型文件，保存为testrobotJ；2）在命令窗口中键入roblocks，调出机器人library库；3）打开simulink库；4）在新建的simulink模型文件中，从机器人库和simulink库中查找相应的函数模型按给定例子搭建；simulink/Discreteroblocks/Kinematicssimulink/User-DefinedFunctionsmatlabfunctionsimulink/MathOperationsReshapesimulink/Sourcesroblocks/RobotGraphicsDSPSystemToolbox/Mathfunctions/matricesandLinearAlgebra/matrixOperationsDSPSystemToolbox/Mathfunctions/matricesandLinearAlgebra/matrixOperationssimulink/DiscreteDiscreteTimeIntegrator图仿真系统中各模块对应的simulink库名上面仿真中的模块所在的库：图机器人库图关节伺服单元（jointservo）和常量所在库图输出（out）和matlab自定义函数库（matlabfunction）图矩阵多通道库各模块的参数设置如下图：5）命令窗口中运行mdl_puma560；6）运行建立的模型testrobotJ；7）查看仿真结果。图仿真结果四、实验内容（1）用simulink建立如下图所示的机器人仿真模型，机器人模型为puma560，-1-0.500.51-1-0.500.51-1-0.500.51Xzxy456Puma560132YZ可以直接使用机器人库提供的puma机器人模型，并进行观测分析，并且描述仿真模型的过程和功能。Circle模型Circle模型先如上图构建，然后选中Circle中所有的模块，点击右键出现菜单，选择Creatsubsystemfromselection.然后点击上图中subsystem右键，点击mask-CreatMask…增加如上edit参数：radius和preq。点击应用就可。然后在subsystemxy模块上双击。修改参数如下;Circlecentre参数和XYGraph参数设置Workspace参数设置举例（2）书中matlab习题实现。P129-P130.选做。