基于SIMULINK的六足机器人仿真

Posted 2022-02-07 fpga&matlab

       六足机器人是机电高度集成的仿生系统，它的动态性能由其结构系统与控制系统一起决定。为了提高六足机器人整体的动态性能，对六足机器人进行集成优化设计。描述六足机器人系统的结构；根据六足机器人机构的几何特征，讨论在优化过程中涉及到的设计变量、约束方程以及目标函数；对六足机器人系统进行集成优化建模。

        六足仿生机器人是指模仿六足生物的身体结构、运动形式以及功能特征的机器人。这种机器人同时具有足式和仿生机器人的优点，具有良好的运动控制、位姿调整以及信息融合等能力。此外，六足机器人具有丰富的步态，稳定性好、越障能力强，具有很好的地形适应能力，在国民经济和国防建设的许多领域中都有广泛的应用前景。自20世纪60年代以来，国内外已经研制出许多这类机器人的模型或样机。

        机器人系统是由结构系统与控制系统两个子系统组成的。这两个子系统相互影响，紧密耦合。因此，对两者进行集成设计十分必要。而实际情况中，结构设计者往往采用有限元动力分析方法设计结构，使得结构系统模型自由度很高，方程组的维数大，并且含有许多非线性项。这就造成控制设计者无法利用该模型，而只能根据特别简化的数学模型来对控制器系统进行初步设计。此外，由于简化模型是通过对实际系统进行大量简化得到的，使得模型中的参数不能跟实际情况很好地对应，所以控制结果也无法对结构设计进行有效的指导。这种对结构与控制系统进行分离设计的方法会使得产品的研发周期长、成本高、性能差。

仿真模型如下所示：