基于虚拟样机的机器人控制仿真软件系统研究与开发

• 作 者: 陈新荣
• 发表日期: 2003年01期
• 关键词: 机器人 仿真 控制 虚拟样机 ADAMS

机器人动力学仿真是机器人研究领域的重要课题，开发高效的仿真软件对机器人理论研究和工程应用都是十分重要的。为了全面的了解机器人性能，应将动力学系统和控制系统结合在一起进行仿真，现在能进行这样仿真的机器人仿真软件还不成熟。国际著名机械动力学仿真软件ADAMS可以将机械系统和控制系统结合在一起进行仿真，但直接应用于机器人仿真则还不能胜任，且接口相对繁琐。因此，在ADAMS现有功能的基础上进一步开发一套机器人控制仿真软件系统，即可减少开发代价又可保证软件系统的质量。本文根据软件工程的原理，详细分析了机器人的特点，利用ADAMS和MATLAB已有的接口，加强和扩充ADAMS仿真控制系统功能，进一步简化操作步骤，分别在ADAMS和MATLAB软件中增加一个机器人控制仿真模块，开发了机器人控制仿真系统。该软件系统具有下面几个特点：首先，本软件系统实现了流程的自动化，对用户屏蔽了数据接口，专用数据接口文件在MATLAB和ADAMS之间可以自动传输；其次，本软件系统实现了控制电机的自动生成，并突破了ADAMS只能仿真理想电机的局限，用户只需选择控制方式即可。第三，在MATLAB/SIMULINK中增加了独立的ROBOT控制模块，用户可以使用所提供的基本模块构建复杂的机器人控制系统。最后，本软件系统简化了系统配置，实现参数配置的自动化，用户操作步骤少。文中通过一个平面两臂柔性关节机器人的仿真实例详细介绍了本软件的使用，仿真结果说明本软件系统运算稳定、适应范围广，能大大提高机器人动力学效率。