基于SIMUlink的S-函数的机械臂的控制和仿真

随着工业生产技术的迅猛发展，机械臂在制造业中的地位越来越突出。因此与其相关的运动学、动力学建模及控制问题也成为国内外研究的热点话题。本文在建立机械臂运动学与动力学模型的基础上，进行了机械臂的末端轨迹跟踪控制的研究，具体内容如下： 首先，对机械臂在各领域的国内外研究现状进行了综述，并重点介绍了工业机械臂和空间机械臂的研究现状。 其次，建立了二自由度机械臂的动力学和运动学模型，为机械臂控制工作奠定基础。 然后，针对二自由度机械臂设计PD控制器，并基于S函数在MATLAB中搭建Simulink控制图，对采用PD控制的机械臂的轨迹跟踪性能进行了仿真研究。 最后，为了使机械臂控制系统具有鲁棒性，设计了滑模控制器，并将PD控制与滑模控制两种控制方法的仿真结果进行对比。

function [sysx0strts] = spacemodel（txuflag）

switch flag
case 0
    [sysx0strts]=mdlInitializeSizes;
case 3
    sys=mdlOutputs（txu）;
case {249}
    sys=[];
otherwise
    error（[‘Unhandled flag = ‘num2str（flag）]）;
end

function [sysx0strts]=mdlInitializeSizes
sizes = simsizes;
sizes.NumOutputs     = 2;
sizes.NumInputs      = 8;
sizes.DirFeedthrough = 1;
sizes.NumSampleTimes = 1;
sys = simsizes（sizes）;
x0  = [];
str = [];
ts  = [0 0];

function sys=mdlOutputs（txu）


R1=u（1）;
R2=u（2）;
dr1=u（3）;
dr2=u（4）;
q1=u（5）;
q2=u（7）;
dq1=u（6）;
dq2=u（8）;

e1=R1-q1;
e2=R2-q2;
e=[e1;e2];

de1=dr1-dq1;
de2=dr2-dq2;
de=[de1;de2];

Kp=[1800 0;0 1800];
Kd=[1800 0;0 1800];

a1=1.5;a2=1.5;
l1=3;
m1=2;m2=3;
g=9.8;
G=[-m2*l1*sin（q1）*g-m1*g*a1*sin（q1）-m2*g*a2*sin（q1+q2）;-m2*g*a2*sin（q1+q2）];
tol=Kp*e+Kd*de+G;

sys（1）=tol（1）;
sys（2）=tol（2）;

 属性            大小     日期    时间   名称
----------- ---------  ---------- -----  ----
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