Exponenta Banner

taskSpaceMotionModel

Моделируйте движение древовидного твердого тела для заданных входов опорного пространства задачи

развернуть все на странице

Описание

The taskSpaceMotionModel объект моделирует движение пространства задач с обратной связью манипулятора, заданное как объект древовидного твердого тела. Поведение модели движения определяется свойством MotionType.

Создание

Синтаксис

motionModel = taskSpaceMotionModel
motionModel = taskSpaceMotionModel("RigidBodyTree",tree)
motionModel = taskSpaceMotionControlModel(Name,Value)

Описание

motionModel = taskSpaceMotionModel создает модель движения для манипулятора с двумя соединениями по умолчанию.

motionModel = taskSpaceMotionModel("RigidBodyTree",tree) создает модель движения для заданного rigidBodyTree объект.

пример

motionModel = taskSpaceMotionControlModel(Name,Value) устанавливает дополнительные свойства, заданные в виде пар "имя-значение". Можно задать несколько свойств в любом порядке.

Свойства

расширить все

Модель древовидного робота с твердым телом, заданная как rigidBodyTree объект, который определяет инерционные и кинематические свойства манипулятора.

Это свойство определяет тело, которое будет использоваться в качестве конечного эффектора и для которого задано движение пространства задач. Свойство должно соответствовать имени тела в rigidBodyTree объект свойства RigidBodyTree. Если древовидное твердое тело обновляется без обновления конечного эффектора, тело с самым высоким индексом по умолчанию становится телом конечного эффектора.

Пропорциональная составляющая для управления PD, заданный как матрица 6 на 6.

Производный коэффициент усиления для пропорционально-производного (PD) управления, заданный как матрица 6 на 6.

Константа демпфирования соединений, заданная как n-вектор, где n - количество неподвижных соединений в модели робота, заданное свойством RigidBodyTree. Модули демпфирования соединений являются N/( м/с) или N/( рад/с) для призматических и вращательных соединений, соответственно.

Тип движения, заданный как "PDControl", который использует пропорционально-производное (PD) управление, сопоставленное с соединениями через контроллер Якобиана-Транспозы. Управление основано на заданных свойствах Kp и Kd.

Функции объекта

derivativeПроизводная по времени от состояний модели манипулятора
updateErrorDynamicsFromStepОбновление значений NaturalFrequency и DampingRatio свойства заданные желаемая переходная характеристика

Примеры

свернуть все

Открыть Live Script

В этом примере показано, как создать и использовать taskSpaceMotionModel объект для робота в пространстве задач.

Создайте робота

robot = loadrobot("kinovaGen3","DataFormat","column","Gravity",[0 0 -9.81]);

Настройте симуляцию

Установите интервал времени равным 1 секунде с размером временного интервала 0,02 секунды. Установите начальное состояние в исходное строение робота со скоростью нуля.

tspan = 0:0.02:1;
initialState = [homeConfiguration(robot);zeros(7,1)];

Задайте ссылку состояние с целевой позицией и нулевой скоростью.

refPose = trvec2tform([0.6 -.1 0.5]);
refVel = zeros(6,1);

Создайте модель движения

Моделируйте поведение как систему под пропорционально-производным (PD) управлением.

motionModel = taskSpaceMotionModel("RigidBodyTree",robot,"EndEffectorName","EndEffector_Link");

Симулируйте робота

Симулируйте поведение в течение 1 секунды с помощью жесткого решателя, чтобы более эффективно захватить динамику робота . Использование ode15s позволяет более высокую точность вокруг областей с высокой скоростью изменения.

[t,robotState] = ode15s(@(t,state)derivative(motionModel,state,refPose,refVel),tspan,initialState);

Постройте график отклика

Постройте график начального положения робота и отметьте цель X.

figure
show(robot,initialState(1:7));
hold all
plot3(refPose(1,4),refPose(2,4),refPose(3,4),"x","MarkerSize",20)

Наблюдайте реакцию путем построения графика робота в цикле 5 Гц.

r = rateControl(5);
for i = 1:size(robotState,1)
    show(robot,robotState(i,1:7)',"PreservePlot",false);
    waitfor(r);
end

Figure contains an axes. The axes contains 26 objects of type line, patch. These objects represent base_link, Shoulder_Link, HalfArm1_Link, HalfArm2_Link, ForeArm_Link, Wrist1_Link, Wrist2_Link, Bracelet_Link, EndEffector_Link, Shoulder_Link_mesh, HalfArm1_Link_mesh, HalfArm2_Link_mesh, ForeArm_Link_mesh, Wrist1_Link_mesh, Wrist2_Link_mesh, Bracelet_Link_mesh, base_link_mesh.

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.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

.

См. также

Классы

Блоки

Функции

Темы

Введенный в R2019b

Документация по Robotics System Toolbox

Поддержка