基于MATLAB的机器人多模式步态仿真与轨迹跟踪控制系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB开发机器人运动仿真平台，实现双足与四足机器人的运动学建模、步态规划和轨迹跟踪控制，支持多模式步态模拟与动态性能分析。适用于机器人算法验证与教学研究。

详 情 说 明

机器人多模式步态仿真与轨迹跟踪控制系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB的机器人运动仿真平台，专门用于模拟和分析不同类型机器人的行走运动。系统集成了机器人运动学建模、步态规划算法和轨迹跟踪控制等核心功能，支持双足、四足等多种机器人结构的仿真分析。通过可视化界面和量化性能指标，为机器人步态设计和控制策略优化提供有效的工具支持。

功能特性

• 多类型机器人建模：支持建立双足、四足等不同结构的机器人运动学模型
• 多样化步态模式：提供行走、奔跑、转弯等多种步态规划算法
• 精确轨迹跟踪：实现预设轨迹的跟踪控制，支持离线轨迹文件和实时输入
• 实时可视化：动态显示机器人运动过程和轨迹跟踪效果
• 参数可配置：支持机械参数、步态参数、控制参数和环境参数的灵活调整
• 性能分析：自动计算跟踪误差、能量消耗、稳定性等性能指标并生成评估报告

使用方法

1. 参数配置：在配置文件中设置机器人结构参数、目标轨迹数据和步态参数
2. 仿真运行：执行主程序启动仿真，系统将自动进行运动学计算和轨迹规划
3. 实时监控：通过可视化界面观察机器人运动状态和轨迹跟踪效果
4. 结果分析：查看生成的性能指标图表和评估报告，优化控制参数
5. 数据导出：保存关节运动数据和仿真结果用于进一步分析

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11、Linux或macOS
• MATLAB版本：R2020a或更高版本
• 必要工具箱：Robotics System Toolbox、Simulink、Control System Toolbox
• 硬件配置：至少4GB内存，推荐8GB以上；支持OpenGL的显卡

文件说明

主程序文件实现了系统的核心调度功能，包括初始化机器人模型、加载运动轨迹数据、执行步态规划算法、运行轨迹跟踪控制、启动运动仿真可视化、计算性能指标以及生成分析报告等完整流程。该文件整合了所有功能模块，为用户提供统一的仿真接口。