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matlab工具箱的安装方法-robot工具箱精解.docx

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matlab 工具箱 安装 方法 robot
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ROBOTICTOOLBOXFORMATLAB工具箱下载地址HTTP//DOWNLOADCSDNNET/SOURCE/9407701PUMA560的MATLAB仿真要建立PUMA560的机器人对象,首先我们要了解PUMA560的DH参数,之后我们可以利用ROBOTICSTOOLBOX工具箱中的LINK和ROBOT函数来建立PUMA560的机器人对象。其中LINK函数的调用格式LLINKALPHAATHETADLLINKALPHAATHETADSIGMALLINKALPHAATHETADSIGMAOFFSETLLINKALPHAATHETAD,CONVENTIONLLINKALPHAATHETADSIGMA,CONVENTIONLLINKALPHAATHETADSIGMAOFFSET,CONVENTION参数CONVENTION可以取‘STANDARD’和‘MODIFIED’,其中‘STANDARD’代表采用标准的DH参数,‘MODIFIED’代表采用改进的DH参数。参数‘ALPHA’代表扭转角,参数‘A’代表杆件长度,参数‘THETA’代表关节角,参数‘D’代表横距,参数‘SIGMA’代表关节类型0代表旋转关节,非0代表移动关节。另外LINK还有一些数据域LINKALPHA返回扭转角LINKA返回杆件长度LINKTHETA返回关节角LINKD返回横距LINKSIGMA返回关节类型LINKRP返回‘R’旋转或‘P’移动LINKMDH若为标准DH参数返回0,否则返回1LINKOFFSET返回关节变量偏移LINKQLIM返回关节变量的上下限MINMAXLINKISLIMITQ如果关节变量超限,返回1,0,1LINKI返回一个33对称惯性矩阵LINKM返回关节质量LINKR返回31的关节齿轮向量LINKG返回齿轮的传动比LINKJM返回电机惯性LINKB返回粘性摩擦LINKTC返回库仑摩擦LINKDHRETURNLEGACYDHROWLINKDYNRETURNLEGACYDYNROW其中ROBOT函数的调用格式ROBOT创建一个空的机器人对象ROBOTROBOT创建ROBOT的一个副本ROBOTROBOT,LINK用LINK来创建新机器人对象来代替ROBOTROBOTLINK,用LINK来创建一个机器人对象ROBOTDH,用DH矩阵来创建一个机器人对象ROBOTDYN,用DYN矩阵来创建一个机器人对象2.变换矩阵利用MATLAB中ROBOTICSTOOLBOX工具箱中的TRANSL、ROTX、ROTY和ROTZ可以实现用齐次变换矩阵表示平移变换和旋转变换。下面举例来说明A机器人在X轴方向平移了05米,那么我们可以用下面的方法来求取平移变换后的齐次矩阵TRANSL05,0,0ANS100000005000010000000010000000010000B机器人绕X轴旋转45度,那么可以用ROTX来求取旋转后的齐次矩阵ROTXPI/4ANS1000000000707107071000707107071000010000C机器人绕Y轴旋转90度,那么可以用ROTY来求取旋转后的齐次矩阵ROTYPI/2ANS0000001000000100000010000000000000010000D机器人绕Z轴旋转90度,那么可以用ROTZ来求取旋转后的齐次矩阵ROTZPI/2ANS0000010000001000000000000010000000010000当然,如果有多次旋转和平移变换,我们只需要多次调用函数在组合就可以了。另外,可以和我们学习的平移矩阵和旋转矩阵做个对比,相信是一致的。3轨迹规划利用ROBOTICSTOOLBOX提供的CTRAJ、JTRAJ和TRINTERP函数可以实现笛卡尔规划、关节空间规划和变换插值。其中CTRAJ函数的调用格式TCCTRAJT0,T1,NTCCTRAJT0,T1,R参数TC为从T0到T1的笛卡尔规划轨迹,N为点的数量,R为给定路径距离向量,R的每个值必须在0到1之间。其中JTRAJ函数的调用格式QQDQDDJTRAJQ0,Q1,NQQDQDDJTRAJQ0,Q1,N,QD0,QD1QQDQDDJTRAJQ0,Q1,TQQDQDDJTRAJQ0,Q1,T,QD0,QD1参数Q为从状态Q0到Q1的关节空间规划轨迹,N为规划的点数,T为给定的时间向量的长度,速度非零边界可以用QD0和QD1来指定。QD和QDD为返回的规划轨迹的速度和加速度。其中TRINTERP函数的调用格式TRTRINTERPT0,T1,R参数TR为在T0和T1之间的坐标变化插值,R需在0和1之间。要实现轨迹规划,首先我们要创建一个时间向量,假设在两秒内完成某个动作,采样间隔是56MS,那么可以用如下的命令来实现多项式轨迹规划T000562Q,QD,QDDJTRAJQZ,QR,T其中T为时间向量,QZ为机器人的初始位姿,QR为机器人的最终位姿,Q为经过的路径点,QD为运动的速度,QDD为运动的加速度。其中Q、QD、QDD都是六列的矩阵,每列代表每个关节的位置、速度和加速度。如Q,3代表关节3的位置,QD,3代表关节3的速度,QDD,3代表关节3的加速度。4运动学的正问题利用ROBOTICSTOOLBOX中的FKINE函数可以实现机器人运动学正问题的求解。其中FKINE函数的调用格式TRFKINEROBOT,Q参数ROBOT为一个机器人对象,TR为由Q定义的每个前向运动学的正解。以PUMA560为例,定义关节坐标系的零点QZ000000,那么FKINEP560,QZ将返回最后一个关节的平移的齐次变换矩阵。如果有了关节的轨迹规划之后,我们也可以用FKINE来进行运动学的正解。比如T000562QJTRAJQZ,QR,TTFKINEP560,Q返回的矩阵T是一个三维的矩阵,前两维是44的矩阵代表坐标变化,第三维是时间。5运动学的逆问题利用ROBOTICSTOOLBOX中的IKINE函数可以实现机器人运动学逆问题的求解。其中IKINE函数的调用格式QIKINEROBOT,TQIKINEROBOT,T,QQIKINEROBOT,T,Q,M参数ROBOT为一个机器人对象,Q为初始猜测点(默认为0),T为要反解的变换矩阵。当反解的机器人对象的自由度少于6时,要用M进行忽略某个关节自由度。有了关节的轨迹规划之后,我们也可以用IKINE函数来进行运动学逆问题的求解。比如T000562T1TRANSL06,05,0T2TRANSL04,05,02TCTRAJT1,T2,LENGTHTQIKINEP560,T我们也可以尝试先进行正解,再进行逆解,看看能否还原。Q0–PI/4–PI/40PI/80TFKINEP560,QQIIKINEP560,T6动画演示有了机器人的轨迹规划之后,我们就可以利用ROBOTICSTOOLBOX中的PLOT函数来实现对规划路径的仿真。PUMA560T000562QJTRAJQZ,QR,TPLOTP560,Q当然,我们也可以来调节PUMA560的六个旋转角,来实现动画演示。DRIVEBOTP560至于MATLAB工具箱安装中涉及到了MATLAB的搜索路径、工作目录、当前路径、用户路径等好多术语,我这里不想多说什么感兴趣的网友,可以直接查看MATLAB的帮助系统,在那里你可以得到最直接的答复,但是你需要一定的英文基础哦添加工具箱的方法很多,所有方法都是为了达到同一个目的,将工具箱的所在路径添加到MATLAB的搜索路径下就可以了下面介绍一种最简单的操作吧,下面以安装MATHMODL数学建模工具箱为例进行说明A、将你所需要安装的工具箱解压到MATLABROOT\TOOLBOX中其实任意路径都是可以的,但是为了方便管理,我们一般都安装在这里,MATLABROOT是你的MATLAB安装路径,你可以在MATLAB中输入MATLABROOT命令获取1在MATLAB输入如下内容当然你可以直接使用资源管理器进入TOOLBOX目录1MATLABROOT23ANS45D\PROGRAMFILES\MATLAB\R2008A67WINOPENANS复制代码2此时会自动跳到MATLAB的安装目录下,双击打开目录下的TOOLBOX文件夹3将MATHMODL工具箱复制到TOOLBOX中B将刚才MATHMODL的路径添加到MATLAB搜索路径下可以使用MATLAB命令行,也可是用MATLAB菜单操作,为了简便我们这里使用第二种1在MATLAB中如下操作,FILESETPATH点击ADDWITHSUBFOLDERS2在浏览文件中,选择刚才的安装路径MATLABROOT/TOOLBOX/MATHMODL后,点击确定3此时返回到SETPATH对话框,点击左下角的保存按钮记住一定要保存,此时工具箱彻底安装完毕,点击CLOSE关闭对话框C测试下新安装工具箱是可以使用,在MATLAB中输入如下内容1HELPMATHMODL输入工具箱名称,此时一般会返回该工具箱的说明,也就是MATHMODL路径下CONTENTM中的内容2在命令行中输入如下,此时会返回MATHMODL路径下所有的文件3WHATMATHMODL4再到MATHMODL中随便找一个不与MATLAB中重名的函数,比如DYNPROGM,在命令行中输入5WHICHDYNPROGM67D\MYDOCUMENTS\MATLAB\DYNPROGM复制代码D工具箱更新缓存,否则每次MATLAB启动的时候会给出警告1FILEPREFERENCESGENERAL选中ENABLETOOLBOXPATHCACHE点击UPDATATOOLBOXPATHCACHE2完成上面的就可以关闭PREFERENCES对话框了3此时一个工具箱彻底安装完毕4如果以后启动MATLAB的时候警告说TOOLBOXPATHCACHE失效,那么重复第一步操作就万事OK了当然如果你对MATLAB的命令比较熟悉的话,你可以直接使用命令进行工具箱安装操作,方法如下1将工具箱解压到任意路径,但是推荐MATLABROOT下的TOOLBOX中2在MATLAB中输入1ADDPATH'YOUR_TOOLBOX_FULL_PATH'注意必须是文件夹路径2SAVEPATH复制代码3同样执行上面的测试和确认工作,这里不累述4更新搜索目录,可使用上面的界面操作,当然也可以命令行1REHASHTOOLBOXCACHE复制代码
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