matlab工具箱的安装方法ROBOT工具箱精解

1、robotic toolbox for matlab 工具箱下载地址： :/ 1. PUMA560的 MATLABJM要建立PUMA560的机器人对象,首先我们要了解 PUMA560的D-H参数, 之后我们可以利用 Robotics Toolbox X具箱中的link和robot函数来建立PUMA560的机器人对象.其中link函数的调用格式：L = LINK(alpha A theta D)L =LINK(alpha A theta D sigma)L =LINK(alpha A theta D sigma offset)L =LINK(alpha A theta D, CONVENTION

2、)L =LINK(alpha A theta D sigma, CONVENTION)L =LINK(alpha A theta D sigma offset, CONVENTION)参数 CONVENTION 可以取'standard 和'modified',其中'standard"代表 采用标准的D-H参数,'modified '代表采用改良的D-H参数.参数'alpha' 代表扭转角,参数A'代表杆件长度,参数'theta'代表关节角,参数'D' 代表横距,参数sigma&#

3、39;代表关节类型：0代表旋转关节,非0代表移动关节. 另外LINK还有一些数据域：LINK.alpha%返回扭转角LINK.A%返回杆件长度LINK.theta %返回关节角LINK.D%返回横距LINK.sigma%返回关节类型LINK.RP%返回R'(旋转)或P'(移动)LINK.mdh%假设为标准D-H参数返回0,否那么返回1LINK.offset%返回关节变量偏移LINK.qlim%返回关节变量的上下限 min maxLINK.islimit(q) %如果关节变量超限,返回-1,0, +1LINK.m%返回关节质量LINK.r%返回3X 1的关节齿轮向量LINK.G%

4、返回齿轮的传动比LINK.Jm%返回电机惯性LINK.B%返回粘性摩擦LINK.Tc%返回库仑摩擦LINK.dhreturn legacy DH rowLINK.dynreturn legacy DYN row其中robot函数的调用格式:ROBOT%创立一个空的机器人对象ROBOT(robot)%创立robot的一个副本ROBOT(robot, LINK)%用LINK来创立新机器人对象来代替robotROBOT(LINK, .)%用LINK来创立一个机器人对象%用D-H矩阵来创立一个机器人对象%用DYN矩阵来创立一个机器人对象A机器人在x轴方向平移了0.5米,那么我们可以用下面的方法来求取平

5、移变换ROBOT(DH, .)ROBOT(DYN, .)2.变换矩阵利用 MATLAB 中 Robotics Toolbox X具箱中的 transl、rotx、roty 和 rotz 可以实现用齐次变换矩阵表示平移变换和旋转变换.下面举例来说明:后的齐次矩阵:>> transl(0.5,0,0)ans =B机器人绕x轴旋转45度,那么可以用rotx来求取旋转后的齐次矩阵:1.0000000.500001.000000001.000000001.0000>> rotx(pi/4) ans =00.70710.707100001.000000.7071-0.70710C机

6、器人绕y轴旋转90度,那么可以用roty来求取旋转后的齐次矩阵:>> roty(pi/2)ans =0.000001.0000001.000000-1.000000.000000001.0000D机器人绕z轴旋转-90度,那么可以用rotz来求取旋转后的齐次矩阵:>> rotz(-pi/2)ans =0.00001.000000-1.00000.000000001.000000001.0000当然,如果有屡次旋转和平移变换,我们只需要屡次调用函数在组合就可以了 另外,可以和我们学习的平移矩阵和旋转矩阵做个比照,相信是一致的.3轨迹规划利用Robotics Toolbox

7、提供的ctraj、jtraj和trinterp函数可以实现笛卡尔规划、 关 节空间规划和变换插值.其中ctraj函数的调用格式：TC = CTRAJ(T0, T1, N)TC = CTRAJ(T0, T1, R)参数TC为从T0到T1的笛卡尔规划轨迹,N为点的数量,R为给定路径距 离向量,R的每个值必须在0到1之间.其中jtraj函数的调用格式：Q QD QDD = JTRAJ(Q0, Q1, N)Q QD QDD = JTRAJ(Q0, Q1, N, QD0, QD1)Q QD QDD = JTRAJ(Q0, Q1, T)Q QD QDD = JTRAJ(Q0, Q1, T, QD0, QD

8、1)参数Q为从状态Q0到Q1的关节空间规划轨迹,N为规划的点数,T为给 定的时间向量的长度,速度非零边界可以用 QD0和QD1来指定.QD和QDD 为返回的规划轨迹的速度和加速度.其中trinterp函数的调用格式：TR = TRINTERP(T0, T1, R)参数TR为在T0和T1之间的坐标变化插值,R需在0和1之间.要实现轨迹规划,首先我们要创立一个时间向量,假设在两秒内完成某个动作,采样间隔是56ms,那么可以用如下的命令来实现多项式轨迹规划：t=0:0.056:2;q,qd,qdd=jtraj(qz,qr,t);其中t为时间向量,qz为机器人的初始位姿,qr为机器人的最终位姿,q为经

9、过 的路径点,qd为运动的速度,qdd为运动的加速度.其中q、qd、qdd都是六列 的矩阵,每列代表每个关节的位置、速度和加速度.如q(:,3)代表关节3的位置, qd(:,3)代表关节3的速度,qdd(:,3)代表关节3的加速度.4运动学的正问题利用Robotics Toolbox中的fkine函数可以实现机器人运动学正问题的求解.其中fkine函数的调用格式：TR = FKINE(ROBOT, Q)参数ROBOT为一个机器人对象,TR为由Q定义的每个前向运动学的正 解.以PUMA560为例,定义关节坐标系的零点 qz=0 0 0 0 0 0,那么fkine(p560,qz) 将返回最后一个

10、关节的平移的齐次变换矩阵. 如果有了关节的轨迹规划之后,我 们也可以用fkine来进行运动学的正解.比方：t=0:0.056:2; q=jtraj(qz,qr,t); T=fkine(p560,q);返回的矩阵T是一个三维的矩阵,前两维是 4X4的矩阵代表坐标变化,第三维 是时间05运动学的逆问题利用Robotics Toolbox中的ikine函数可以实现机器人运动学逆问题的求解其中ikine函数的调用格式：Q = IKINE(ROBOT, T)Q = IKINE(ROBOT, T, Q)Q = IKINE(ROBOT, T, Q, M)参数ROBOT为一个机器人对象,Q为初始猜想点(默认为

11、0) , T为要反解的 变换矩阵.当反解的机器人对象的自由度少丁 6时,要用M进行忽略某个关节 自由度.有了关节的轨迹规划之后,我们也可以用ikine函数来进行运动学逆问题的求解. 比方：t=0:0.056:2; T1=transl(0.6,-0.5,0); T2=transl(0.4,0.5,0.2); T=ctraj(T1,T2,length(t);q=ikine(p560,T);我们也可以尝试先进行正解,再进行逆解,看看能否复原.Q=0 力/4 训4 0 pi/8 0; T=fkine(p560,q); qi=ikine(p560,T);6动画演示有了机器人的轨迹规划之后,我们就可以利用

12、Robotics Toolbox中的plot函数来实现对规划路径的仿真.puma560;T=0:0.056:2; q=jtraj(qz,qr,T); plot(p560,q);当然,我们也可以来调节PUMA560的六个旋转角,来实现动画演示.drivebot(p560)至于Matlab工具箱安装中涉及到了Matlab的搜索路径、工作目录、当前路径、用户路径等好多术语,我这里不想多说什么感兴趣的网友,可以直接查看Matlab的帮助系统,在那里你可以得到最直接的答复,但是你需要一定的英文根底哦添加工具箱的方法很多,所有方法都是为了到达同一个目的,将工具箱的所在路径添加到Matlab的搜索路径下就可

13、以了下面介绍一种最简单的操作吧,下面以安装mathmodl数学建模工具箱为例进行说明a、将你所需要安装的工具箱解压到$MatlabRoottoolbox中其实任意路径都是可以的,但是为了方便治理,我们一般都安装在这里,$MatlabRoot是你的Matlab安装路径,你可以在Matlab中输入 matlabroot命令获取在Matlab输入如下内容当然你可以直接使用资源治理器进入toolbox目录1. >> matlabroot2.2. ans =4.3. D:Program FilesMATLABR2021a6.4. >> winopen(ans)复制代码此时会自动跳

14、到 Matlab的安装目录下,双击翻开目录下的toolbox文件夹将mathmodl工具箱复制到 toolbox中LUrfLJLJLUDDJDCJDD .1-JDpbrtvXKhjU 15平 亳PR* |VATF*牛SrJtJlJ.ri BFtljLJQiB M.M 口杰WfT.M,b. 将刚刚 mathmodl的路径添加到 Matlab搜索路径下可以使用 Matlab命令行,也可是用Matlab菜单操作,为了简便我们这里使用第二种在 Matlab 中如下操作,File>Set Path.>点击 Add with subfolders.在浏览文件中,选择刚刚的安装路径$Matlab

15、Root/toolbox/mathmodl 后,点击确定Add M Path wi th StibJir oc t«or a *1的白IndveiS 白 instrunertSS 3 tflVflbJder田0心* n e*_J PRIVATEq 】mat lab文律英；M&oJI帷玄骸而刁(5 取梏 (3)此时返回到Set Path对话框,点击左下角的保存按钮(记住一定要保存),此时工具箱彻底安装完毕,点击 Close关闭对话框c. 测试下新安装工具箱是可以使用,在Matlab中输入如下内容1. >>help mathmodl%输入工具箱名称,此时一般会返回该工

16、具箱的说明,也就是mathmodl路径下 content.m 中的内容2. %在命令行中输入如下,此时会返回 mathmodl路径下所有的文件3. >>what mathmodl4. %再到mathmodl中随便找一个不与 Matlab中重名的函数,比方 DYNPROG.M在命 令行中输入5. >>which DYNPROG.M6.6. D:My DocumentsMATLABDYNPROG.M复制代码d. 工具箱更新缓存,否那么每次Matlab启动的时候会给出警告(1)File>Preferences>General>选中 enable toolbox path cache>点击 updatatoolbox path cache完成上面的就可以关闭Preferences对话框了(3) 此时一个工具箱彻底安装完毕(4) 如果以后启动Matlab的时候警告说toolbox path cache失效,那么重复第一步操作就万事02当然如果你对 Matlab的命令比拟熟悉的话,你可以直接 使用命令进行工具箱安装操作 ,方 法如下(1)将工具箱解压到任意路径,但是推荐 MatlabRoot下的Toolbox中在Matla