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1、小组成员:马国锋梁应海周凯机电系统动态仿真基于二自由度两连杆平面机器人仿真指导老师：罗丹厚德博学追求卓越两连杆平面机器人系统模型最为简单的形式两根连杆两个伺服直流电机驱动内容：1、伺服电机模型仿真2、伺服电机的PID调节2、机构的运动学仿真4、机构的动力学仿真直流伺服电机系统仿真J=0.016kg·m2B=0.1N/m·s-1R=Ra=1ΩL=La=0.01HK=Kb=Kt=0.04N·m/A拉普拉斯变化和simulink结合法空间状态方程来系统建模法PID控制调节J=0R=1;L=0.01.016;B=0.1;K=0.04;;A=[0,
2、1,0;0,-B/J,K/J;0,-K/L,-R/L];B=[0,0,1/L]';C=[1,0,0];D=0;sys=ss(A,B,C,D)SYS=tf(sys)ess=0.01ki=1/dcgain(SYS)/ess则ki=254求解增益系数随着kd的增加其稳定时间在减小，超调量也在减小，故仍需要增加kd比例增益系数值，但当大于40时，随着kp增加，稳定时间在减少，但超调量在增加，故需要将kp值设置在30到40之间，通过实验和调节，得到kp最佳值为33幅值裕度为无穷大，相位穿越频率为无穷大。相位裕度为54.5db，幅值穿越频率为68.3
3、rad/s，系统是稳定。机械臂进行运动学分析输入欲得到轨迹，求解其两关节处的角速度和角加速度functionout=robot1(u)%u(1)=w1%u(2)=s1%u(3)=w2%u(4)=s2%u(5)=tor1%u(6)=tor2r1=1;rc1=0.4;r2=1;rc2=0.3;m1=4;m2=2.8;s1=sin(u(2));s12=sin(u(2)+u(4));c1=cos(u(2));c12=cos(u(2)+u(4));a=zeros(2,2);b=zeros(2,1);a(1,1)=r1*s1+r2*s12;a(1,2
4、)=r2*s12;a(2,1)=-r1*c1-r2*c12;a(2,2)=-r2*c12;%%b(1)=-((r1*c1+r2*c12)*u(1)^2+r2*c12*u(3)^2+2*r2*u(1)*u(3)*c12)-u(5);b(2)=-((r1*s1+r2*s12)*u(1)^2+r2*s12*u(3)^2+2*r2*u(1)*u(3)*s12)-u(6);%out=inv(a)*b初始条件：如下图，这时，θ1=-π/3,θ2=-2π/3，Px=0，Py=0，x坐标不变，y方向轨迹为平滑摆线角加速度角速度角度关节一的运动参数角加速度
5、角速度角度关节二的运动参数机械臂进行动力学仿真functionout=robot(u)%u(1)=w1%u(2)=s1%u(3)=w2%u(4)=s2%u(5)=tor1%u(6)=tor2g=9.8067;r1=0.8;rc1=0.4;r2=0.6;rc2=0.3;m1=4;m2=2.8;mp1=2;s1=sin(u(2));s12=sin(u(2)+u(4));c1=cos(u(2));c12=cos(u(2)+u(4));a=zeros(14,14);b=zeros(14,1);a(1,1)=r1*s1+r2*s12;a(1,2)=
6、r2*s12;a(1,7)=1;a(2,1)=-r1*c1-r2*c12;a(2,2)=-r2*c12;a(2,8)=1;a(3,1)=rc1*s1;a(3,3)=1;a(4,1)=-rc1*c1;a(4,4)=1;a(5,1)=r1*s1+rc2*s12;a(5,2)=rc2*s12;a(5,5)=1a(6,1)=-r1*c1-rc2*c12;a(6,2)=-rc2*c12;a(6,6)=1;a(7,3)=-m1;a(7,9)=1;a(7,11)=1;a(8,4)=-m1;a(8,10)=1;a(8,12)=1;a(9,1)=I1;a(
7、9,11)=r1*s1;a(9,12)=-r1*c1;a(10,5)=-m2;a(10,11)=-1;a(10,13)=1;a(11,6)=-m2;a(11,12)=-1;a(11,14)=1;a(12,2)=I2;a(12,11)=rc2*s12;a(12,12)=-rc2*c12;a(12,13)=(r2-rc2)*s12;a(12,14)=-(r2-rc2)*c12;a(13,7)=mp1;a(13,13)=1;a(14,8)=mp1;a(14,14)=1;b(1)=-((r1*c1+r2*c12)*u(1)^2+r2*c12*u(
8、3)^2+2*r2*u(1)*u(3)*c12);b(2)=-((r1*s1+r2*s12)*u(1)^2+r2*s12*u(3)^2+2*r2*u(1)*u(3)*s12);b(3)=-rc
