ZIP基于matlab的mk2三自由度机械臂轨迹规划及控制器仿真设计（报告+ppt）摘 要：本文的研究对象为EEZYbotARM  2.41MB

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基于matlab的mk2三自由度机械臂轨迹规划及控制器仿真设计（报告+ppt） 摘 要：本文的研究对象为EEZYbotARM MK2三自由度机械臂，分析了其机械结构，建立D-H参数表，同时在MATLAB中建立该机械臂正逆运动学模型，对该机械臂进行高阶多项式插值法轨迹规划，写出复杂字。 依据力学关系建立其动力学模型，并利用simulink进行仿真分析。 针对系统设计了前馈控制、前馈PD控制、力矩控制三种控制器，进行多次仿真验证，得到理想效果。
<link href="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/css/base.min.css" rel="stylesheet"/><link href="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/css/fancy.min.css" rel="stylesheet"/><link href="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/89763162/raw.css" rel="stylesheet"/><div id="sidebar" style="display: none"><div id="outline"></div></div><div class="pf w0 h0" data-page-no="1" id="pf1"><div class="pc pc1 w0 h0"><img alt="" class="bi x0 y0 w1 h1" src="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/89763162/bg1.jpg"/><div class="t m0 x1 h2 y1 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">基于<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">MATLAB<span class="_ _1"> </span></span>的<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">MK2<span class="_ _1"> </span></span>三自由度机械臂轨迹规划及控制器仿真设计</div><div class="t m0 x1 h2 y2 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">摘要<span class="ff3">：</span></div><div class="t m0 x1 h2 y3 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">本文的研究对象为<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">EEZYbotARM MK2<span class="_ _1"> </span></span>三自由度机械臂<span class="ff3">，</span>通过对其机械结构的分析<span class="ff3">，</span>建立了<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">D-H<span class="_ _1"> </span></span>参数</div><div class="t m0 x1 h2 y4 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">表<span class="ff4">。</span>同时<span class="ff3">，</span>在<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">MATLAB<span class="_ _1"> </span></span>中建立了该机械臂的正逆运动学模型<span class="ff3">，</span>并利用高阶多项式插值法对机械臂轨迹</div><div class="t m0 x1 h2 y5 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">进行规划<span class="ff3">，</span>实现了复杂的运动路径<span class="ff4">。</span>基于力学关系<span class="ff3">，</span>本文还建立了机械臂的动力学模型<span class="ff3">，</span>并利用</div><div class="t m0 x1 h2 y6 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">Simulink<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">进行了仿真分析<span class="ff4">。</span>根据系统的特点<span class="ff3">，</span>本文设计了前馈控制<span class="ff4">、</span>前馈<span class="_ _0"> </span></span>PD<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">控制和力矩控制三种</span></div><div class="t m0 x1 h2 y7 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">控制器<span class="ff3">，</span>并进行了多次仿真验证<span class="ff3">，</span>得到了理想的控制效果<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 y8 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">1.<span class="_ _2"> </span><span class="ff1">引言</span></div><div class="t m0 x2 h2 y9 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">近年来<span class="ff3">，</span>机械臂在工业生产和科研领域得到了广泛的应用<span class="ff4">。<span class="ff2">MK2<span class="_ _1"> </span></span></span>三自由度机械臂作为一种经济实</div><div class="t m0 x1 h2 ya ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">用的机械臂<span class="ff3">，</span>具有结构简单<span class="ff4">、</span>操作方便等优点<span class="ff3">，</span>被广泛应用于教育和科研实验中<span class="ff4">。</span>本文以</div><div class="t m0 x1 h2 yb ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">EEZYbotARM MK2<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">为研究对象<span class="ff3">，</span>旨在研究其轨迹规划和控制器设计<span class="ff3">，</span>以提高机械臂的运动精度和控</span></div><div class="t m0 x1 h2 yc ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">制性能<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 yd ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">2.<span class="_ _2"> </span><span class="ff1">机械结构分析与<span class="_ _0"> </span></span>D-H<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">参数建立</span></div><div class="t m0 x2 h2 ye ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">2.1.<span class="_"> </span><span class="ff1">机械结构分析</span></div><div class="t m0 x2 h2 yf ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">MK2<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">机械臂由三个旋转关节组成<span class="ff3">，</span>分别为基座<span class="ff4">、</span>肘部和手部旋转关节<span class="ff3">，</span>通过这三个关节的运动<span class="ff3">，</span></span></div><div class="t m0 x1 h2 y10 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">实现机械臂的三自由度控制<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x2 h2 y11 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">2.2.<span class="_"> </span>D-H<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">参数建立</span></div><div class="t m0 x2 h2 y12 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">根据机械结构分析<span class="ff3">，</span>建立<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">MK2<span class="_ _1"> </span></span>机械臂的<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">D-H<span class="_ _1"> </span></span>参数表<span class="ff3">，</span>通过定义每个关节的旋转轴<span class="ff4">、</span>连杆长度等参</div><div class="t m0 x1 h2 y13 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">数<span class="ff3">，</span>建立了机械臂的正逆运动学模型<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 y14 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">3.<span class="_ _2"> </span><span class="ff1">轨迹规划</span></div><div class="t m0 x2 h2 y15 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">3.1.<span class="_"> </span><span class="ff1">高阶多项式插值法</span></div><div class="t m0 x2 h2 y16 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">本文采用高阶多项式插值法对<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">MK2<span class="_ _1"> </span></span>机械臂的轨迹进行规划<span class="ff3">，</span>通过定义起点<span class="ff4">、</span>终点和过渡点<span class="ff3">，</span>利用</div><div class="t m0 x1 h2 y17 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">多项式插值算法生成平滑的运动曲线<span class="ff3">，</span>实现机械臂的连续运动<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 y18 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">4.<span class="_ _2"> </span><span class="ff1">动力学模型建立与仿真分析</span></div><div class="t m0 x2 h2 y19 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">4.1.<span class="_"> </span><span class="ff1">力学关系的建立</span></div><div class="t m0 x2 h2 y1a ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">基于牛顿<span class="ff2">-</span>欧拉法<span class="ff3">，</span>建立<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">MK2<span class="_ _1"> </span></span>机械臂的动力学模型<span class="ff3">，</span>考虑关节摩擦<span class="ff4">、</span>惯性等因素<span class="ff3">，</span>分析机械臂在</div><div class="t m0 x1 h2 y1b ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">不同状态下的运动特性<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x2 h2 y1c ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">4.2.<span class="_"> </span>Simulink<span class="_ _1"> </span><span class="ff1">仿真分析</span></div><div class="t m0 x2 h2 y1d ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">利用<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">MATLAB<span class="_ _1"> </span></span>中的<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">Simulink<span class="_ _1"> </span></span>工具<span class="ff3">，</span>建立<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">MK2<span class="_ _1"> </span></span>机械臂的仿真模型<span class="ff3">，</span>设置机械臂的初始状态和目</div><div class="t m0 x1 h2 y1e ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">标轨迹<span class="ff3">，</span>进行仿真分析<span class="ff3">，</span>并对比不同控制器下的运动轨迹和响应性能<span class="ff4">。</span></div></div><div class="pi" data-data='{"ctm":[1.568627,0.000000,0.000000,1.568627,0.000000,0.000000]}'></div></div>
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