Robotics System Toolbox 使用笔记 —— 梯形速度轨迹规划模块的使用


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功能

给定始末位置和时间信息,规划出轨迹的位置、速度和加速度

端口

输入端

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1. Time

沿轨迹的时间点,指定为标量或向量。通常,当指定为标量时,该值将与仿真时间同步,并用于指定采样轨迹的时间点。该块在该时刻输出轨迹变量的向量。如果将时间指定为向量,则该块将输出一个矩阵,其中每个列对应于向量的每个元素。

2. Wapints

给定轨迹航路点位置,指定为nxp矩阵,其中n是轨迹维数,p是轨迹点数

默认:[ 0, -0.5, -1; 0, 0.5, 1 ] %即2维轨迹,轨迹有三个关键点,关键点个数至少两个

如果需要外界输入,应将Waypoint source设置为External,此时模块接口会多出一个来:在这里插入图片描述


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3. Number of parameters

0(默认)| 1 | 2

选1会增加一个参数:【Parameter 1】,选2会增加两个参数:【Parameter 1】、【Parameter 2】

4. Parameter 1/2

速度曲线参数,指定为Peak Velocity, Accleration,End Time,或Acceleration Time。设置此参数会在掩码中创建一个以该值作为名称的参数。

要启用此参数,请将参数数量设置为 1或2。

  • 如果“ 参数源”设置为Internal,则此参数将使用该值作为名称在掩码中创建一个参数;
  • 如果“ 参数源”设置为External,则此参数基于此值创建输入端口;

5. PeakVelocity

[1;2](默认)| 标量| n元向量| n ×(p – 1)矩阵

速度曲线的峰值速度,指定为标量,矢量或矩阵。该峰值速度是在梯形速度曲线期间达到的最高速度。

标量值将应用于轨迹的所有元素以及所有航路点之间。将 n n 元素矢量应用于所有航路点之间的轨迹的每个元素。对于每个航路点,将 n × p 1 n ×(p – 1) 矩阵应用于轨迹的每个元素。

要启用此参数,请将参数数量设置为 1或2。将参数1 或参数2设置为Peak Velocity。然后,将“ 参数源”设置 为External。

6. Accleration

[2;2](默认)| 标量| n元向量| n ×(p – 1)矩阵

速度曲线的加速度,指定为标量,向量或矩阵。此加速度定义了从零速度到PeakVelocity值的恒定加速度 。

标量值将应用于轨迹的所有元素以及所有航路点之间。将 n n 元素矢量应用于所有航路点之间的轨迹的每个元素。对于每个航路点,将 n × p 1 n ×(p – 1) 矩阵应用于轨迹的每个元素。

要启用此参数,请将参数数量设置为 1或2。将参数1 或参数2设置为Acceleration。然后,将“ 参数源”设置 为External。

7. EndTime

[1;2](默认)| 标量| n元向量| n ×(p – 1)矩阵

轨迹段的持续时间,指定为标量,向量或矩阵。

标量值将应用于轨迹的所有元素以及所有航路点之间。将 n n 元素矢量应用于所有航路点之间的轨迹的每个元素。对于每个航路点,将 n × p 1 n ×(p – 1) 矩阵应用于轨迹的每个元素。

要启用此参数,请将参数数量设置为 1或2。将参数1 或参数2设置为End Time。然后,将“ 参数源”设置 为External。

8. Acceleration Time

[1;1](默认)| 标量| n元向量| n ×(p – 1)矩阵

速度曲线加速阶段的持续时间,指定为标量,向量或矩阵。

标量值将应用于轨迹的所有元素以及所有航路点之间。将 n n 元素矢量应用于所有航路点之间的轨迹的每个元素。对于每个航路点,将 n × p 1 n ×(p – 1) 矩阵应用于轨迹的每个元素。

要启用此参数,请将参数数量设置为 1或2。将参数1 或参数2设置为Acceleration Time。然后,将“ 参数源”设置为External。

9. Simulate using

默认:Interpreted execution
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Interpreted execution-使用MATLAB仿真模型®解释。此选项可缩短启动时间,但仿真速度比慢Code generation。在这种模式下,您可以调试块的源代码。

Code generation—使用生成的C代码模拟模型。你运行一个仿真的第一次的Simulink ®产生该块的C代码。只要模型不发生变化,C代码就可用于后续仿真。此选项需要额外的启动时间,但后续仿真的速度与相当 Interpreted execution。

输出端

1. q

| 向量| 矩阵

轨迹的位置,指定为标量,向量或矩阵。如果为Time具有 n n 维轨迹的输入 指定标量,则输出为具有 n n 个元素的向量 。如果 为输入指定 m m 个元素的向量Time,则输出为 n × m n × m 矩阵。

2. qd

| 向量| 矩阵

轨迹的速度,指定为标量,向量或矩阵。如果为Time具有 n n 维轨迹的输入 指定标量,则输出为具有 n n 个元素的向量 。如果 为输入指定 m m 个元素的向量Time,则输出为 n × m n × m 矩阵。

3. qdd

| 向量| 矩阵

轨迹的加速度,指定为标量,向量或矩阵。如果为Time具有 n n 维轨迹的输入 指定标量,则输出为具有 n n 个元素的向量 。如果 为输入指定 m m 个元素的向量Time,则输出为 n × m n × m 矩阵。

示例

规划7轴轨迹,轴1为0到90°,轴2为0到45°,轴3为0到0°,轴4为0到45°,轴5为0到90°,轴6为0到90°,轴1为0到0°,轨迹时间为10
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Waypoints:[ 0, -pi/2; 0,pi/4;0,0;0,pi/4;0,pi/2;0,pi/2;0,0 ]

End time:[ 10; 10;10;10;10;10;10 ]

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位置
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速度
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加速度
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参考文献
https://ww2.mathworks.cn/help/robotics/ref/trapezoidalvelocityprofiletrajectory.html

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