MATLAB机器人轨迹跟踪仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现机器人轨迹跟踪仿真，支持直线、圆弧及自定义路径。通过运动学建模与PID/MPC控制算法，动态生成关节角度或轮速指令，确保精确跟踪目标轨迹，适用于机器人运动控制研究与教学演示。

详 情 说 明

MATLAB机器人轨迹跟踪仿真系统

项目介绍

本项目实现机器人对预设轨迹的精确跟踪控制仿真系统，支持直线、圆弧、自定义函数路径等多种轨迹类型。系统基于机器人运动学模型计算关节角度或轮速指令，结合PID控制器或模型预测控制（MPC）算法实现动态追踪。项目集成轨迹可视化、误差分析及性能指标评估模块，适用于移动机器人及机械臂的仿真教学与科研验证。

功能特性

• 多轨迹支持：提供直线、圆弧及自定义参数方程路径生成功能
• 控制算法模块：集成PID闭环控制与模型预测控制（MPC）两种核心算法
• 实时可视化：动态显示机器人运动过程与参考轨迹的跟踪效果
• 误差分析：实时绘制位置误差与姿态角误差变化曲线
• 性能评估：自动计算最大跟踪误差、均方根误差等量化指标

使用方法

1. 输入配置

- 设置轨迹类型及参数（如直线终点坐标、圆弧圆心半径等） - 定义机器人初始位姿（位置坐标与姿态角） - 调整控制器参数（PID增益或MPC参数、采样时间）

1. 运行仿真

执行主程序启动仿真，系统将自动完成轨迹生成、运动学解算与控制律计算

1. 结果分析

- 观察动画窗口中的轨迹跟踪过程 - 查看误差曲线图分析系统动态性能 - 获取性能报告中的量化指标评估控制效果

系统要求

• MATLAB版本：R2018b或更高版本
• 必需工具箱：控制系统工具箱（PID/MPC算法）、MATLAB基本绘图功能

文件说明

主程序模块整合了系统的核心流程，包括轨迹数据生成、机器人运动学模型求解、控制指令计算与动态误差分析。该模块通过调用各子功能实现轨迹跟踪的全过程仿真，并生成运动动画与性能分析图表。具体涵盖初始化参数配置、实时控制循环迭代、可视化界面更新及最终评估报告输出等功能。