基于SIMULINK的六足机器人仿真
六足機器人是機電高度集成的仿生系統,它的動態性能由其結構系統與控制系統一起決定。為了提高六足機器人整體的動態性能,對六足機器人進行集成優化設計。描述六足機器人系統的結構;根據六足機器人機構的幾何特征,討論在優化過程中涉及到的設計變量、約束方程以及目標函數;對六足機器人系統進行集成優化建模。
六足仿生機器人是指模仿六足生物的身體結構、運動形式以及功能特征的機器人。這種機器人同時具有足式和仿生機器人的優點,具有良好的運動控制、位姿調整以及信息融合等能力。此外,六足機器人具有豐富的步態,穩定性好、越障能力強,具有很好的地形適應能力,在國民經濟和國防建設的許多領域中都有廣泛的應用前景。自20世紀60年代以來,國內外已經研制出許多這類機器人的模型或樣機。
機器人系統是由結構系統與控制系統兩個子系統組成的。這兩個子系統相互影響,緊密耦合。因此,對兩者進行集成設計十分必要。而實際情況中,結構設計者往往采用有限元動力分析方法設計結構,使得結構系統模型自由度很高,方程組的維數大,并且含有許多非線性項。這就造成控制設計者無法利用該模型,而只能根據特別簡化的數學模型來對控制器系統進行初步設計。此外,由于簡化模型是通過對實際系統進行大量簡化得到的,使得模型中的參數不能跟實際情況很好地對應,所以控制結果也無法對結構設計進行有效的指導。這種對結構與控制系統進行分離設計的方法會使得產品的研發周期長、成本高、性能差。
仿真模型如下所示:
總結
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