MatlabRoboticToolbox工具箱学习笔记.docx

1、MatlabRoboticToolbox工具箱学习笔记Matlab Robotic Toolbox工具箱学习笔记（一）软件：matlaba工具箱：Matlab Robotic Toolbox v9.8Matlab Robotic Toolbox工具箱学习笔记依照Robot Toolbox demonstrations目录，将分三大某些阐述：1、General(Rotations,Transformations,Trajectory)2、Arm(Robot,Animation,Forwarw kinematics,Inverse kinematics,Jacobians,Inverse dyna

2、mics,Forward dynamics,Symbolic,Code generation)3、Mobile(Driving to a pose,Quadrotor,Braitenberg,Bug,D*,PRM,SLAM,Particle filter)General/Rotations%绕x轴旋转pi/2得到旋转矩阵(1)r = rotx(pi/2);%matlab默认角度单位为弧度，这里可以用度数作为单位(2)R = rotx(30，deg) * roty(50，deg) * rotz(10，deg);%求出R等效任意旋转变换旋转轴矢量vec和转角theta(3)theta,vec =

3、tr2angvec(R);%旋转矩阵用欧拉角表达，R = rotz(a)*roty(b)*rotz(c)(4)eul = tr2eul(R);%旋转矩阵用roll-pitch-yaw角表达， R = rotx(r)*roty(p)*rotz(y)(5)rpy = tr2rpy(R);%旋转矩阵用四元数表达（6）q = Quaternion(R);%将四元数转化为旋转矩阵(7)q.R;%界面,可以是“rpy”，“eluer”角度单位为度。(8)tripleangle(rpy);General/Transformations%沿x轴平移0.5，绕y轴旋转pi/2，绕z轴旋转-pi/2（1）t =

4、transl(0.5，0.0，0.0) * troty(pi/2) * trotz(-pi/2)%将齐次变换矩阵转化为欧拉角（2）tr2eul(t)%将齐次变换矩阵转化为roll、pitch、yaw角（3） tr2rpy(t)General/Trajectoryclear;clc;p0 = -1;% 定义初始点及终点位置p1 = 2;p = tpoly(p0，p1，50);% 取步长为50figure(1);plot(p);%绘图，可以看到在初始点及终点一、二阶导均为零p,pd,pdd = tpoly(p0，p1，50);%得到位置、速度、加速度%p为五阶多项式，速度、加速度均在一定范畴内fi

5、gure(2);subplot(3,1,1)；plot(p)；xlabel(Time)；ylabel(p);subplot(3,1,2)；plot(pd)；xlabel(Time)；ylabel(pd);subplot(3,1,3)；plot(pdd)；xlabel(Time)；ylabel(pdd);%此外一种办法：p,pd,pdd = lspb(p0，p1，50);figure(3);subplot(3,1,1)；plot(p)；xlabel(Time)；ylabel(p);subplot(3,1,2)；plot(pd)；xlabel(Time)；ylabel(pd);% 可以看到速度是呈

6、梯形subplot(3,1,3)；plot(pdd)；xlabel(Time)；ylabel(pdd);%三维状况：p = mtraj(tpoly，0 1 2，2 1 0，50);figure(4);plot(p)%对于齐次变换矩阵状况T0 = transl(0.4，0.2，0) * trotx(pi);% 定义初始点和目的点位姿T1 = transl(-0.4，-0.2，0.3) * troty(pi/2) * trotz(-pi/2);T = ctraj(T0，T1，50);first=T(:,:,1);%初始位姿矩阵tenth=T(:,:,10);%第十个位姿矩阵figure(5);tr

7、animate(T);%动画演示坐标系自初始点运动到目的点过程Matlab Robotic Toolbox工具箱学习笔记（二）Arm/Robots机器人是由各种连杆连接而成，机器人关节分为旋转关节和移动关节。创立机器人两个最重要函数是：Link和SerialLink。1、Link类一种Link包括了机器人运动学参数、动力学参数、刚体惯性矩参数、电机和传动参数。操作函数：%A连杆变换矩阵%RP关节类型：R或 P%friction摩擦力%nofriction摩擦力忽视%dyn显示动力学参数%islimit测试关节与否超过软限制%isrevolute测试与否为旋转关节%isprismatic测试与否

8、为移动关节%display连杆参数以表格形式显示%char转为字符串运动学参数：%theta关节角度%d连杆偏移量%a连杆长度%alpha连杆扭角%sigma旋转关节为0，移动关节为1%mdh原则D&H为0，否则为1%offset关节变量偏移量%qlim关节变量范畴min max动力学参数：%m连杆质量%r连杆相对于坐标系质心位置3x1%I连杆惯性矩阵（关于连杆重心）3x3%B粘性摩擦力(对于电机)1x1或2x1%Tc库仑摩擦力1x1或2x1电机和传动参数：%G齿轮传动比%Jm电机惯性矩(对于电机)2、SerialLink类操作函数：%plot以图形形式显示机器人%teach驱动机器人%iss

9、pherical测试机器人与否有球腕关节%islimit测试机器人与否到达关节极限%fkine前向运动学求解%ikine6s6旋转轴球腕关节机器人逆向运动学求解%ikine33旋转轴机器人逆向运动学求解%ikine采用迭代办法逆向运动学求解%jacob0在世界坐标系描述雅克比矩阵%jacobn在工具坐标系描述雅克比矩阵%maniplty可操纵性度%jtraj关节空间轨迹%accel关节加速度%coriolis关节柯氏力%dyn显示连杆动力学属性%fdyn关节运动%friction摩擦力%gravload关节重力%inertia关节惯性矩阵%nofriction设立摩擦力为0%rne关节力/力矩

10、%payload在末端坐标系增长负载%perturb随机扰动连杆动力学参数属性：%links连杆向量(1xN)%gravity重力方向gx gy gz%base机器人基座位姿(4x4)%tool机器人工具变换矩阵 T6 to tool tip (4x4)%qlim关节范畴qmin qmax (Nx2)%offset偏置(Nx1)%name机器人名字（在图形中显示）%manuf注释，制造商名%comment注释，总评%plotoptoptions for plot() method (cell array)%n关节数%config机器人构造字符串,例如 RRRRRR%mdh运动学中商定布尔数 (

11、0=DH，1=MDH)如何创立一种机器人？%Link调用格式：%（1） L = Link() 创立一种带默认参数连杆（2）L = Link(L1)复制连杆L1（3）L = Link(OPTIONS) 创立一种指定运动学、动力学参数连杆OPTIONS可以是：% theta,THjoint angle，if not specified joint is revolute% d,Djoint extension，if not specified joint is prismatic% a,Ajoint offset (default 0)% alpha,Ajoint twist (default 0

12、)% standarddefined using standard D&H parameters (default).% modifieddefined using modified D&H parameters.% offset,Ojoint variable offset (default 0)% qlim,Ljoint limit (default )% I,Ilink inertia matrix (3x1，6x1 or 3x3)% r,Rlink centre of gravity (3x1)% m,Mlink mass (1x1)% G,Gmotor gear ratio (default 0)% B,Bjoint friction，motor referenced (default 0)% Jm,Jmotor inertia，motor referenced (default 0)%