Joint Space Motion Model
Модель движения древовидного твердого тела для заданных входов в системе координат соединений
- Библиотека:
Алгоритмы Robotics System Toolbox/Manipulator
Описание
Блок Joint Space Motion Model моделирует движение пространства соединений с обратной связью робота, заданное как rigidBodyTree объект. Поведение модели движения определяется Motion Type параметр.
Порты
Вход
qRef - Положения соединений
n элемент
n - вектор, представляющий желаемые положения соединений радиан, где n - количество нефиксированных соединений в rigidBodyTree объект Rigid body tree параметр.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите Motion Type параметр в Computed Torque Control, PD Control, или Independent Joint Motion.
qRefDot - Скорости соединений
n элемент
n - вектор, представляющий желаемые скорости соединений радианов в секунду, где n - количество нефиксированных соединений в rigidBodyTree объект Rigid body tree параметр.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите Motion Type параметр в Computed Torque Control, или Independent Joint Motion.
qRefDDot - Ускорения соединений
n элемент
n-элементный вектор, представляющий желаемые скорости соединений радианов в секунду в квадрате, где n - количество нефиксированных соединений в rigidBodyTree объект Rigid body tree параметр.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите Motion Type параметр в Computed Torque Control, PD Control, или Independent Joint Motion.
FExt - Внешние силы, действующие на систему
6-by- m матрица
6-байтовая m матрица внешних сил для m тел в rigidBodyTree объект Rigid body tree параметр.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите Show external force input параметр в on.
Выход
q - Положения соединений
n элемент
Положения соединений в качестве вектора n-элемента в радианах или метрах, где n - количество нефиксированных соединений в rigidBodyTree объект Rigid body tree параметр.
qd - Скорости соединений
n элемент
Скорости соединения выходят как вектор n-элемента в радианах в секунду или метрах в секунду, где n количество нефиксированных соединений в rigidBodyTree объект Rigid body tree параметр
qdd - Ускорения соединений
n элемент
Совместный выход ускорения как n - вектор элемента в радианах в секунду согласовался или метры, в секунду согласованные, где n - количество нефиксированных суставов в rigidBodyTree объект Rigid body tree параметр
Параметры
Rigid body tree - Модель робота
twoJointRigidBodyTree (по умолчанию) | RigidBodyTree объект
Модель робота, заданная как rigidBodyTree объект. Можно также импортировать модель робота из файла URDF (Unified Robot Description Formation) с помощью importrobot.
Модель робота по умолчанию, twoJointRigidBodyTree, является манипулятором с шарнирными соединениями и двумя степенями свободы.
Motion Type - Тип движения, вычисленный моделью движения
Computed Torque Control (по умолчанию) | Independent Joint Motion | PD Control | Open Loop Dynamics
Тип движения, заданный как строковый скаляр или вектор символов, который задает поведение пространства соединений с обратной связью, которое моделирует объект. Опции:
Computed Torque Control- Компенсирует динамику полного тела и присваивает динамику ошибок, заданную вNatural frequencyиDamping ratioпараметры.Independent Joint Motion- Моделирует каждое соединение как независимую систему второго порядка, используя динамику ошибок, заданнуюNatural frequencyиDamping ratioпараметры.PD Control- Использует пропорционально-производное (PD) управление на соединениях на основе заданнойProportional gainиDerivative gainпараметры.Open Loop Dynamics- Отключает входы, кромеFExtеслиShow external force inputвключен. Это разомкнутый контур строения.
Specification format - Входы для управления роботом
Damping Ratio / Natural Frequency (по умолчанию) | Step Response
Входы для управления системой робота. Опции:
Damping Ratio / Natural Frequency- Настройка естественной частоты с помощьюNatural frequencyпараметр системы в Гц и коэффициент затухания с помощьюDamping ratioпараметр.Step Response- Моделируйте в дискретных временных шагах с фиксированным временем урегулирования и перерегулирование с помощьюSettling timeиOvershootпараметры.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Motion Type параметр в Computed Torque Control или Independent Joint Motion.
Damping ratio - Коэффициент затухания системы
1 (по умолчанию) | числовой скаляр
Коэффициент затухания использовать для разрушения колебаний системы. Значение 1 не приводит к демпфированию, в то время как 0 полностью демпфирует систему.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Specification format параметр в Damping Ratio / Natural Frequency.
Natural frequency - Естественная частота системы
10 (по умолчанию) | числовой скаляр
Частота колебаний системы, если она беспрепятственная, указана в Гц.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Specification format параметр в Damping Ratio / Natural Frequency.
Settling time - Время урегулирования системы
0.59 (по умолчанию) | числовой скаляр
Время, необходимое для достижения каждым соединением устойчивого состояния, измеренное в секундах.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Specification format параметр в Step Response.
Overshoot - Перерегулирование системы
0.0 (по умолчанию) | числовой скаляр
Максимальное значение, которое система превышает целевое положение.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Specification format параметр в Step Response.
Proportional gain - Пропорциональная составляющая для управления PD
100 (по умолчанию) | n -by - n матрица | скаляр
Пропорциональная составляющая для пропорционально-производного (PD) управления, заданный как скалярная или n -by - n матрица, где n - количество нефиксованных соединений в rigidBodyTree объект Rigid body tree параметр.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Specification format параметр в PD Control.
Derivative gain - Производный коэффициент усиления для управления PD
10 (по умолчанию) | n -by - n матрица | скаляр
Производный коэффициент усиления для пропорционально-производного (PD) управления, заданный как скалярная или n -by - n матрица, где n - количество нефиксованных соединений в rigidBodyTree объект Rigid body tree параметр
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Specification format параметр в PD Control.
Show external force input - Отобразите FExt порт
off (по умолчанию) | on
Включите этот параметр для ввода внешних сил с помощью FExt порт.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Motion Type параметр в Computed Torque Control, PD Control, или Open Loop Dynamics.
Initial joint configuration - Начальные положения соединений
0 (по умолчанию) | n элемент | скаляр
Начальные положения соединений, заданные в виде n-вектора или скаляра в радианах. n - количество нефиксированных соединений в rigidBodyTree объект в Rigid body tree параметр.
Initial joint velocities - Начальные скорости соединений
0 (по умолчанию) | n элемент | скаляр
Начальные скорости соединения, заданные как n-вектор или скаляр в радианах в секунду. n - количество нефиксированных соединений в rigidBodyTree объект в Rigid body tree параметр.
Simulate using - Тип выполняемой симуляции
Interpreted execution (по умолчанию) | Code generation
Interpreted execution- Моделируйте модель с помощью MATLAB® интерпретатор. Для получения дополнительной информации смотрите Режимы симуляции (Simulink).Code generation- Моделируйте модель с использованием сгенерированного кода C. Первый раз, когда вы запускаете симуляцию, Simulink® генерирует код С для блока. Код С повторно используется для последующих симуляций, пока модель не меняется.
Настраиваемый: Нет
Примеры моделей
Ссылки
[1] Крейг, Джон Дж. Введение в робототехнику: механика и управление. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education, 2005.
[2] Spong, Mark W., Seth Hutchinson, and Mathukumalli Vidyasagar. Моделирование и управление роботом. Хобокен, Нью-Джерси: Уайли, 2006.