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基于任务优先级的冗余轮式移动机械臂位形优化研究(含MATLAB代码).zip

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简介:
本资料包探讨了在具有冗余自由度的轮式移动机械臂系统中,如何根据任务需求调整其姿态以提高效率和性能,并提供基于MATLAB的编程实现。 1. 版本:MATLAB 2014、2019a 和 2021a 2. 包括案例数据,可以直接运行的 MATLAB 程序。 3. 代码特点包括参数化编程,便于更改参数设置;程序结构清晰,注释详尽。 4. 使用对象:适用于计算机科学、电子信息工程和数学等专业的大学生课程设计、期末作业及毕业设计。

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客服
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  • MATLAB).zip
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    本资料包探讨了在具有冗余自由度的轮式移动机械臂系统中,如何根据任务需求调整其姿态以提高效率和性能,并提供基于MATLAB的编程实现。 1. 版本:MATLAB 2014、2019a 和 2021a 2. 包括案例数据,可以直接运行的 MATLAB 程序。 3. 代码特点包括参数化编程,便于更改参数设置;程序结构清晰,注释详尽。 4. 使用对象:适用于计算机科学、电子信息工程和数学等专业的大学生课程设计、期末作业及毕业设计。
  • 考虑到重复信息过多,可以简为: 示例
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    本项目提供一系列用于控制机械臂进行精确移动的编程代码示例。通过这些代码,用户能够轻松实现对不同型号机械臂的位置调整和操作流程优化。 在机械臂控制领域,编写移动代码是至关重要的环节。这些代码通常由专业的程序员或工程师编写,用于精确控制机械臂在三维空间中的运动路径。这里我们主要探讨的是与软件和插件相关的机械臂移动代码。 从提供的代码片段来看,我们可以识别出这是一段基于汇编语言的程序。汇编语言是一种低级编程语言,它直接对应于机器指令,在硬件控制方面如机械臂非常有效。在这个例子中,可以看到一些常见的汇编指令: 1. `mov` 指令:用于在寄存器或内存位置之间移动数据。例如,`mov a1, 0x13h` 将数值 0x13h 移动到寄存器 a1 中。 2. `ah` 和 `al` 是 x86 架构中的 8 位寄存器,它们是 `ax` 寄存器的一部分。在 `mov ah, 0` 这一行中,将 ah 寄存器清零,可能用于初始化或设置特定标志。 3. `int` 指令:调用中断处理程序。例如,`int 0x10` 常见于早期个人电脑系统中的视频服务功能,在这里可能被用作控制或者通信手段之一。 4. 部分代码涉及 GDT(全局描述符表)和段选择子的概念,用于管理内存访问与任务切换。GDT 存储着定义了每个内存段属性的描述符,例如权限、大小等。“`GDTLEN equ $ - LABEL_GDT`”计算 GDT 的长度,“`Gdtptr` 指向 GDT 起始位置”。 5. `section` 关键字用于区分代码或数据分区。例如“`.s16`”部分可能表示一个 16 位的代码段。 6. 使用汇编中的符号赋值,如 “vram equ label_de - selectorvram”,定义了一个符号 vram 表示从 `selectorvrm` 到 `label_de` 的偏移量。 7. `%include` 指令用于包含外部文件,“pm.inc” 可能包含了与保护模式相关的定义或宏,这在 x86 系统中实现更高级的内存管理和多任务处理。 编写机械臂移动代码时需要考虑以下关键知识: 1. **坐标系统**:理解机械臂的各种坐标系(例如基座、工具和关节坐标),这对计算目标位置十分重要。 2. **运动规划**:如何设计路径以避免碰撞,并确保平稳高效的执行动作。 3. **逆向动力学**:根据期望的目标位置,通过求解非线性方程组来确定机械臂的关节角度。 4. **插值算法**:为了使移动更为平滑,通常会使用直线或圆弧插补等方法进行运动控制。 5. **实时控制**:由于需要在严格的时间限制内执行动作以确保响应速度和效率,因此代码必须具备高度的时效性。 6. **错误处理及安全机制**:保证系统能够在出现异常情况时迅速停止运行,防止设备损坏或人员受伤。 7. **通讯协议**:可能通过串口、以太网等接口与上位机进行通信。例如可以使用 Modbus TCP/IP 或 ROS(机器人操作系统)来传输数据和指令。 机械臂移动代码的编写需要涵盖广泛的领域知识,包括硬件交互方式、运动控制理论以及实时操作系统等方面,并且要求深入的理解及实践经验才能确保设备的安全性和准确性操作。
  • 时间片调度
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    本研究提出了一种改进的时间片轮转算法,专门针对高优先级任务进行高效调度,旨在减少其等待时间和提高系统响应速度。 课程设计作品在MFC中实现了调度算法,并且包含有详细的文档。
  • MATLAB素描-运规划:避障算法
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    本项目通过MATLAB实现冗余机械臂在复杂环境中的运动规划与避障算法,采用先进的路径优化技术确保机械臂高效、安全地完成任务。 在MATLAB环境中实现素描代码中的碰撞检测原理与算法包括使用包围体(Bounding Volumes, BV)、包围球(Spheres)、轴对齐包围盒(Axis-Aligned Bounding Boxes, AABB)以及有向包围盒(Oriented Bounding Box, OBB)。这些方法基于分离轴理论(Separating Axis Theorem, SAT),即如果两个多边形在所有可能的分隔轴上都没有重叠,则它们不发生碰撞;反之,若两者投影在每一个潜在的分离轴上的位置都存在交集,则判定为发生了碰撞。 具体到三角形间的检测代码实现如下: ```matlab close all; clear; clc % GJK算法适用于所有凸体之间的碰撞检测。该方法只对凸对象有效。 % 具体实现方式见下述MATLAB环境中的GJK算法相关代码实例: close all; clear; clc; % 三维物体的描述可以通过包围体积、像素化或三角网格来完成。 % 使用distmesh工具箱生成一个特定形状(例如克莱因瓶)的表面模型 fd = @(p)(sum(p.^2,2)+.8^2-.2^2).^2-4*.8^2*(p(:,1).^2+p(:,2).^2); [p,t] = distmeshsurface(fd,@huniform,0.1,[-1.1,-1.1,-.25; 1.1, 1.1,.25]); ```
  • MATLAB柔性力学.zip
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    本项目探讨了利用MATLAB进行柔性机械臂的动力学建模与仿真分析,旨在深入理解其动态特性,并为控制系统设计提供理论依据。 《基于MATLAB的柔性机械臂动力学分析》 在现代工业自动化领域,由于其高精度与灵活性的特点,柔性机械臂被广泛应用于各种复杂作业环境中。然而,这种类型的机械臂会受到自身结构弹性变形的影响,在运行过程中比传统刚性机械臂更难以进行动力学分析。作为强大的数学计算和建模工具,MATLAB为解决这一问题提供了有效方法。 理解柔性机械臂的动力特性至关重要。除了考虑质量、惯性和重力等刚体因素外,还需考虑到杆件的弯曲与扭转效应及其动态变形的影响。这些因素共同决定了机械臂的行为特性和稳定性。 在MATLAB中可以利用Simulink或Stateflow构建动力学模型。其中,Simulink提供图形化建模环境以简化复杂系统的搭建;而Stateflow则方便处理状态转移逻辑,适合描述机械臂的关节运动和控制系统行为。 使用MATLAB的SimMechanics工具箱进行柔性机械臂的动力学分析是关键步骤之一。它包含连杆、关节及电机等预定义组件,使多体动力学模型构建变得迅速且直观。通过设定参数如质量、转动惯量以及弹性模量可以模拟机械臂的弹性能。 此外,“柔性体”模块允许我们将每个部分视为有限元,输入几何和材料属性后计算出在受力情况下的变形状态。MATLAB的ode求解器(例如ode45)可用于解决SimMechanics模型导出的非线性微分方程组,并获得机械臂随时间变化的行为轨迹及应力分布。 为了验证并优化所建模,实时仿真和对比实验是必要的步骤。通过Real-Time Workshop将模型转化为嵌入式代码部署到硬件上进行测试,确保理论与实际性能的一致性。 总结而言,基于MATLAB的柔性机械臂动力学分析涵盖了从建立模型至仿真的全阶段流程。借助其强大的功能集,工程师能够有效理解和控制机械臂的行为特性、优化设计并提高系统效率和稳定性,在深入研究控制策略等方面也发挥了重要作用。
  • 针对狭小空间作业绳索驱.caj
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    本文探讨了在狭窄和复杂环境中使用的绳索驱动超冗余机械臂的设计与应用。通过优化结构和控制策略,以实现高效、灵活的操作能力,适用于难以到达的空间作业需求。 本段落是刘天亮撰写的一篇关于绳子驱动的超冗余机械臂控制方案和研究的论文,内容非常详尽,可供对此主题感兴趣的读者参考。
  • MATLAB斜齿减速器设计
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    本研究利用MATLAB软件对二级斜齿轮减速器进行参数化建模与仿真分析,通过优化算法实现结构轻量化和性能最优化。 优化设计是将最优化理论与计算技术应用于机械设计领域,为工程设计提供了一种有效的优化方法。MATLAB优化工具箱以其编程工作量少、语法符合工程师习惯的特点而受到欢迎。本段落使用MATLAB软件对齿轮减速器进行优化设计,目标是最小化其体积,并提供了具体的实例分析。相比原设计方案,本次优化取得了显著的效果。
  • SRS构型七自由度学建模MATLAB 主要功能: 1. 利用角参数方法计算在指定末端姿下...
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    本代码针对七自由度冗余机械臂,采用SRS构型和臂角参数化法进行运动学建模,实现给定末端位姿的逆解求算。适用于MATLAB环境。 SRS构型七自由度冗余机械臂运动学建模全套matlab代码 代码主要功能: 1. 基于臂角参数化方法求解机械臂在给定末端位姿和臂角下的关节角度; 2. 求解机械臂在给定末端位姿下的有效臂角范围,即在此区间内不会超出关节限位; 3. 以避开关节限位为目标,在有效臂角区间内选取最优的臂角,从而获取机械臂在给定末端位姿下的最优关节角度。 购前须知: 1. 所有代码均为个人手写,包含运动学建模全套代码; 2. 代码已经添加了必要的注释; 3. 包含原理推导文档,但不包括绘图脚本和urdf文件。
  • 调度算法解析(调度、短作业及高响应比
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    本篇文章详细解析了几种经典的进程调度算法,包括先来先服务、优先级调度、短作业优先和高响应比优先,并提供相应代码示例。适合深入理解操作系统调度机制的读者阅读。 处理及调度算法代码包括以下内容: int counter; /* 实际进程个数 */ int fcfs(); /* 先来先服务 */ int ps(); /* 优先级调度 */ int sjf(); /* 短作业优先 */ int hrrn(); /* 响应比高优先 */ int pinput(); /* 进程参数输入 */ int poutput(); /* 调度结果输出 */
  • MATLAB圆柱齿减速器设计.pdf
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    本论文利用MATLAB软件进行二级圆柱齿轮减速器的设计与优化研究,通过建立数学模型和仿真分析,旨在提高传动效率及结构紧凑性。 该论文《基于MATLAB的二级圆柱齿轮减速器优化设计.pdf》详细介绍了如何利用MATLAB进行二级圆柱齿轮减速器的设计与优化工作。通过应用先进的数学模型及算法,文中探讨了提高机械传动效率的方法,并提供了具体的实例分析和实验数据以验证设计方案的有效性。