5機(jī)器人軌跡規(guī)劃

1、5 機(jī)器人軌跡規(guī)劃以下是為大家整理的 5 機(jī)器人軌跡規(guī)劃的相關(guān)范文， 本文關(guān)鍵詞為機(jī) 器人,軌跡,規(guī)劃,實(shí)驗(yàn),機(jī)器人 ,軌跡,規(guī)劃,目的,理解,相，您可以從右上 方搜索框檢索更多相關(guān)文章， 如果您覺得有用， 請繼續(xù)關(guān)注我們并推 薦給您的好友，您可以在教育文庫中查看更多范文。實(shí)驗(yàn)（ 5）機(jī)器人軌跡規(guī)劃實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）理解機(jī)器人軌跡規(guī)劃的相關(guān)概念； 2）對構(gòu)建的機(jī)器人進(jìn)行速 度分析； 3）能夠使用 simulink 構(gòu)建機(jī)器人仿真模型。二、路徑描述和路徑生成軌跡描述了操作臂在多維空間中的期望運(yùn)動(dòng)。 軌跡指每個(gè)自由度 的位置、速度和加速度的時(shí)間歷程。 由用戶通過簡單的描述來指定機(jī) 器人的期望運(yùn)動(dòng)

2、， 然后由系統(tǒng)來完成詳細(xì)的計(jì)算， 確定到達(dá)目標(biāo)的準(zhǔn) 確路徑、時(shí)間歷程、速度和加速度曲線等。軌跡生成問題：1）通過表達(dá)式計(jì)算軌跡的問題；2）在軌跡生成的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)要計(jì)算位置、速度和加速度；3）計(jì)算軌跡點(diǎn)的速率 路徑更新率（ 60hz-2000hz）。機(jī)器人操作臂的運(yùn)動(dòng)看作是工具坐標(biāo)系T相對于工作臺坐標(biāo)系s的運(yùn)動(dòng)。工具坐標(biāo)系從當(dāng)前值Tinitial移動(dòng)到最終端期望值Tfinal, 其運(yùn)動(dòng)包括工具相對于工作臺的姿態(tài)和位置變化。路徑點(diǎn)一般由：初始點(diǎn)、最終點(diǎn)和中間點(diǎn)。圖 1 機(jī)器人操作臂的運(yùn)動(dòng)三、軌跡規(guī)劃方法研究以關(guān)節(jié)角的函數(shù)來描述軌跡 （在時(shí)間和空間） 的軌跡生成方 法。每個(gè)路徑點(diǎn)由工具坐標(biāo)系T相對于

3、工作臺坐標(biāo)系s的期望位姿來 確定；應(yīng)用逆運(yùn)動(dòng)學(xué),將中間點(diǎn) “轉(zhuǎn)換”成一組期望的關(guān)節(jié)角；得到經(jīng) 過各中間點(diǎn)并終止于目標(biāo)點(diǎn)的 n 個(gè)關(guān)節(jié)的光滑函數(shù)。對于每個(gè)關(guān)節(jié)， 由于各路徑段所需的時(shí)間是相同的， 因此所有的關(guān)節(jié)將同時(shí)到達(dá)各中 間點(diǎn)，從而得到T在每個(gè)中間點(diǎn)上的期望的笛卡爾位姿。(1)一維情況下的軌跡用多項(xiàng)式表示：軌跡所對應(yīng)的速度和加速度：當(dāng)t= (0-T)時(shí)，可以得到如下的矩陣：在 matlabrobottoolbox 中對應(yīng)的 5 次多項(xiàng)式軌跡生成的函數(shù)： tpoly函數(shù)原型為s,sD,sDD二tpoly(sO,sF,n其中，s0 為初始位置， sF 為終止位置， m 為步數(shù)。 s 為軌跡， s

4、D 為速 度，sDD為加速度例 1 ：s,sd,sdd=tpoly(0,1,100);subplot(3,1,1)plot(s)ylabel('s');subplot(3,1,2)pl ot(sd)ylabel('sd');subplot(3,1,3)plot(sdd)ylabel('sdd');210s01020304050607080901000.02sd0.0100x1-031020304050607080901001sdd0-10102030405060708090100例 2 ： 初 始 化 速 度 為 0.5 ， 末 端 速 度 為

5、0.s,sd,sdd=tpoly(0,1,100,0.5,0);subplot(3,1,1)plot(s) ylabel('s');subplot(3,1,2)plot(sd) ylabel('sd');subplot(3,1,3)plot(sdd) ylabel('sdd');10500.5s0102030405060708090100sd0-0.50.010102030405060708090 100sdd0-0.01-0.020XX2030405060708090100Lspb (parabolicblend拋物線擬合)書本 p168Lsp

6、b函數(shù)原型： s,sD,sDD=lspb(s0,sF,m()1) s,sD,sDD=lspb(s0,sF,m,(V)2) 其中，s0為初始位置，sF為終止位置，m為步數(shù)，V為線性段的 速度值(不可隨便取值，可以先執(zhí)行函數(shù)( 1)后獲取最大和最小的 線性速度，max(sd)和 min (sd);s為軌跡，sD為速度，sDD為加速度例 3.s,sd,sdd=lspb(0,1,100)subplot(3,1,1)plot(s)ylabel('s');subplot(3,1,2)plot (sd)ylabel('sd');subplot(3,1,3)plot(sdd)y

7、label('sdd');10.50s01020304050607080901000.02sd0.0100x1-04102030405060708 0901005sdd0-50102030405060708090100例 4 ，不同線性速度情況s,sd,sdd=lspb(0,1,100,0.015)subplot(3,1,1)plot(s,'r')ylabel('s');holdon;s ubplot(3,1,2)plot(sd,'r')ylabel('sd');holdon;subplot(3,1,3)plot(

8、sdd,'r')ylab el('sdd');holdon;s,sd,sdd=lspb(0,1,100,0.012)subplot(3,1,1)plot(s,'b')ylabel('s');subplot(3,1,2)plot(sd,'b')ylabel('sd');subplot(3,1,3)plot(sdd,'b')ylabel('sdd');以下是為大家整理的 5 機(jī)器人軌跡規(guī)劃 (2)的相關(guān)范文，本文關(guān)鍵詞為 機(jī)器人 ,軌跡,規(guī)劃,實(shí)驗(yàn),機(jī)器人,軌跡,規(guī)劃 ,

9、目的,理解 ,相，您可以從右 上方搜索框檢索更多相關(guān)文章， 如果您覺得有用， 請繼續(xù)關(guān)注我們并 推薦給您的好友，您可以在教育文庫中查看更多范文。210s01020304050607080901000.02sd0.0100x1-031020304050607080901001sdd0-10102030405060708090100( 2)多維情況下的軌跡規(guī)劃函數(shù) mtrajmtraj 函數(shù)原型：Q,QD,QDD=mtraj(TFunc,Q0,QF,m)其中，TFunc為使用一維軌跡規(guī)劃函數(shù)(tploy、Ispb等)，Q0和QF為起始和結(jié)束時(shí)的多維位置值。使用方法如下：Q,QD,QDD=mtraj

10、(tpoly,02,1-1,50);subplot(3,1,1)plot(Q)ylabel('s');subplot(3,1,2)plot(QD)ylabel('sd');subplot(3,1,3)plot(QDD)ylabel('sdd');21s0-10.205101520253035404550sd0-0.20.0105101520253035404550sdd0-0.0105101520253035404550( 3)多段軌跡規(guī)劃函數(shù)： mstraj 函數(shù)原型：TRAJ二mst(p,QDmAx,QO,DT,TAcc,opTlopSmxn

11、)中間點(diǎn)矩陣，包 括起始點(diǎn)和終 點(diǎn) ； -QDmAx(1xn )最大 速度， 不能超過該速度； -QDmAx(mx1每一個(gè)線段的最大速度；-Q0(1xn)初始位置；-DT時(shí)間步；-TAcc(1x1應(yīng)用到所有線段的加速時(shí)間；-TAcc(1xm每一段的加速時(shí)間。例子： via=4,1;4,4;5,2;2,5;q=mstraj(via,2,1,4,1,0.05,0);plot(q,'*')54.543.532.521.51020406080100120XX0160 via=4,1;4,4;5,2;2,5;q=mstraj(via,2,1,4,1,0.05,1);plot(q,'

12、;*')54.543.532.521.5105010015020XX50300(4)姿態(tài)插補(bǔ)例子：R0=rotz(-1)*roty( -1);R1=rotz(1)*roty(1);rpy0=tr2rpy(R0);rpy1=tr2rpy(R1);rpy=mtraj(tpoly,rpy0,rpy1,50);tranim ate(rpy2tr(rpy);1.51O.5ZZ0O.5-1-1.51O-1Y1x1O Yx 備注：in terp (線性插補(bǔ)函數(shù))( 5)笛卡爾坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)%笛卡爾空間運(yùn)動(dòng) 采用直線均分情況T0=transl(0.4,0.2,0)*trotx(pi);T1=transl(-

13、0.4,-0.2,0.3)*troty(pi/2)*trotz( -pi/2);Ts=trinterp(T0,T1,0:49/49);figure(1)tranimate(Ts);figure(2)p=transl(Ts);subplot(2,1,1)plot(p)rpy=tr2rpy(Ts);subplot(2,1,2)plot(rpy);1.510.5ZxYZ0-0.5-1-1.510-1Y-110x0.40.20-0.2-0.405101520253035404550420-2-405101520253035404550%笛卡爾空間運(yùn)動(dòng)一一S曲線情況T0=transl(0.4,0.2,0)*trotx(pi);T1=transl(-0.4,-0.2,0.3)*troty(pi/2)*trotz( -pi/2);Ts=trinterp(T0,T1,lspb(0,1,50);fig