MATLAB三杆机器人运动学与动力学分析与仿真系统

资 源 简 介

该系统基于MATLAB实现三杆机器人完整的运动学（正/逆解、雅可比矩阵）与动力学（牛顿-欧拉法、拉格朗日法）建模，支持关节轨迹规划与可视化仿真，提供交互界面及动态动画演示，便于研究机器人运动性能和力学特性。

详 情 说 明

MATLAB三杆机器人运动学与动力学分析与仿真系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的三杆机器人机构运动学与动力学分析仿真系统。系统基于刚体运动学原理和拉格朗日动力学方程，提供了从基本运动学分析到复杂动力学仿真的全流程解决方案。通过参数化建模和可视化界面，用户可直观地观察机器人的运动性能和力学特性，为机器人设计、控制算法验证和性能评估提供有力工具。

功能特性

• 运动学分析：支持正运动学（末端位姿计算）和逆运动学（关节角度求解）计算，自动构建雅可比矩阵实现关节空间与操作空间的映射关系。
• 动力学建模：基于牛顿-欧拉方程和拉格朗日法分别建立动力学模型，精确计算机关节驱动力矩和能量消耗。
• 轨迹规划：支持关节空间的多种插值轨迹规划和笛卡尔空间的直线/圆弧轨迹规划。
• 可视化仿真：提供三维实时动画演示，包括机器人运动状态、工作空间点云、力矩曲线等可视化结果。
• 性能分析：具备奇异性检测、功耗评估、负载能力分析等高级功能，生成完整的性能分析报告。

使用方法

1. 参数配置：通过界面设置机器人结构参数（杆长、质量、惯量等）和初始状态。
2. 运动规划：选择轨迹规划模式，输入期望的关节运动序列或末端执行器轨迹。
3. 仿真执行：启动动力学仿真，系统将实时计算并显示机器人运动状态和力学参数。
4. 结果分析：查看生成的数值结果、动态图表和性能分析报告，支持数据导出功能。

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• MATLAB版本：R2018b或更高版本
• 必需工具箱：MATLAB核心功能、MATLAB图形库

文件说明

项目的主入口文件集成了系统所有核心功能，包括机器人模型初始化、运动学计算引擎、动力学求解器、轨迹规划模块以及图形用户界面的完整控制逻辑。该文件实现了参数输入处理、仿真流程控制、数值计算调度和可视化输出的统一管理，是协调各功能模块运行的中央控制器。通过该入口可访问系统的全部分析功能和仿真演示能力。