基于Adams和Matlab的机器人手臂运动控制联合仿真研究.pdf

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1、机器人技术现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2017年第6期基于Adams和Matlab的机器人手臂运动控制联合仿真研究8叶仁平，曾德怀(深圳大学机电与控制工程学院，深圳518060)摘要：为了提高机器人手臂设计的效率，缩短研发周期，首先在三维设计软件Solidworks中设计出六自由度串联机械手臂的三维模型，再将该模型导入到运动学和动力学分析软件Adams中进行运动学分析，验证虚拟样机模型约束的正确性。该虚拟样机通过Adams／Controls接口模块将

2、虚拟样机导入Matlab软件，通过Matlab／Simulink模块搭建控制系统，导人的虚拟样机作为联合仿真控制系统的机械系统部分。采用基于计算力矩法的系统控制律动态控制关节的力矩，仿真结果显示，机器人手臂关节具有良好的动态响应和准确的轨迹跟踪能力，为实物样机的设计开发提供了有效的参考。关键词：机器人手臂；Adams软件；Matlab／Simulink模块；联合仿真中图分类号：THl22文献标志码：A文章编号：1671—3133{2017)06—0056—07DoI：10．16731／i．cnk

3、i．1671—3133．2017．06．010ResearchoncoordinatedsimulationofrobotarmmotioncontrolbasedonAdamsandMatlabYeRenping，ZengDehuai(CollegeofMechatronicsandControlEngineering，ShenzhenUniversity，Shenzhen518060，Guangdong，China)Abstract：Inordertoimprovetheefficiency

4、ofrobotarmdesignandshortenthedevelopmentcycle．First，athree—dimensionalmodeloftherobotarmwithsix—freedomwasbuiltinSolidworkssoftware，thenthemodelwasimportedintothekinematicanddy—namieanalysissoftwareAdamstocarryoutthekinematicanalysis，forveryfingtheco

5、nstraintofvirtualprototypewascorrect．Then，throughtheinterfacemodularpart(Adams／Controls)ofMatlabandAdams，thevirtualprototypewasimportedintotheMat—lab，controlsystemwasestablishedbyMatlab／Simulinkmodule，theimportedvirtualprototypeaspartofmechanicalsyst

6、emofthecoordinatedsimulationcontrolsystem．Thetorqueofthejointsweredynamiccontrolledbyadoptingthemethodofsystemcontrollawwhichwerebasedoncalculationmethodofmoment，thesimulationresultsshowedthattherobotarnlhadgooddynamicresponseandaccuratelocus—trackin

7、gability，toprovideaneffectivereferenceforthedesignanddevelopmentofthephysicalprototype．Keywords：robotarm；Adamssoftware；Matlab／Simulinkmodule；coordinatedsimulation0引言传统的机电系统设计中机械系统和控制系统分别由各自的工程师采用各自专业的软件独立设计、调试和实验，最后再对制造出的实际机械系统和控制系统进行联合调试和实验，当调试过程中发现

8、问题时，则需分别单独返回各自的模型中去修改，重新进行设计、调试和实验，然后再进行机械系统和控制系统的联合调试和实验，这种传统的设计不仅不能有效地提高最终产品的性能，而且耗材耗时¨J。本文以机器人手臂为例，先在Solidworks软件中设计样机虚拟模型，通过接口将模型导人动力学分析软件Adams，对虚拟样机模型进行仿真测试，验证模型是否正确。在Matlab软件中搭建该虚拟样机的控制系统，通过Adams软件提供的Controls接口模块将Adams软件中的虚拟样机模型和Matlab软件中的控制系统模