工业机器人控制综合实习课设
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工业机器人控制综合实习
***：航空与机械***/***
专业名称：机械电子工程
班级：18机电一
姓名：王洪
学号:***
指导教师：冯某某
时间：2021年12月28日
工业机器人控制综合实习
一、课程设计具体要求：
1、利用 Simulink 构建被控对象传递函数为 1/(60s+1)且为一阶延迟（时间常数为80）的 PID仿真，依据控制理论基础知识进行控制稳定性等相关分析；
2、利用 Simulink 进行双关节机械手独立 PD 控制，并进行相关的控制特性分析；
3、利用 Simulink 进行双关节机械手基于模型补偿的机械手 PD 控制，并进行相关的控制特性分析。
二、实习内容：
1、参考手册中的机械手控制相关基础理论；
2、Simulink 相关模块以及 M 代码相关内容。
三、基于 S 函数的 Simulink 仿真：
（1）S函数定义S函数是 simulink 的重要部分,它为 simulink 环境下的仿真提供了强有力 的拓展能力,S 函数可以用计算机语言来描述动态系统。在控制系统设计中,S函数可以用来描述控制算法,自适应算法和模型动力学方程。S函数中使用文本方式输人公式和方程,适合复杂动态系统的数学描述,并且在仿真过程中可以对仿 真参数进行更精确的描述,在本书的机器人控制系统的 Simulink 仿真中,主要使用S函数来实现控制律、自适应律和被控对象的描述。
（2）S函数简介S函数模块是整个动态系统的核心,也可以说S函数是 Simulink 最具魅力的 地方。S 函数是系统函数（system function）的简称,是指采用非图形化的方式 (即计算机语言,区别于 Simulink 的系统模块)描述的一个功能块,用户可以采用 MATLAB 代码、C、C++等语言编写 S 函数,S 函数由一种特定的语法构成,用来描述 并实现连续系统、离散系统以及复合系统等动态系统,S 函数能够接收来自 Simulink 求解器的相关信息,并对求解器发出的命令做出适当的响应,这种交互 作用非常类似于 Simulink 系统模块与求解器的交互作用,一个结构体系完整的 S 函数包含了描述动态系统所需的全部能力,所有其他的使用情况都是这个结构体系的特例。
（3）S函数使用步骤一般而言,S函数的使用步骤如下:
1、创建 S 函数源文件,创建 S 函数源文件有多种方法，Simulink 提供了很多 S 函数模板和例子,用户可以根据自己的需要修改相应的模板或例子即可；
2、在动态系统的Simulink模型框图中添加S-function模块,并进行正确的设置；
3、在 Simulink 模型框图中按照定义好的功能连接输入输出端口。为了方便 S 函数的使用和编写，Simulink 的 Function&Tables 的模块库还提供了S-functiondemos模块组,该模块组为用户提供了编写S函数的各种例子,以及S函数模板模块。
（4）S函数的基本功能及重要参数设定S函数的基本功能及重要参数设定如下:
1、S函数功能模块:各种功能模块完成不同的任务,这些功能模块(函数)称为仿 真例程或回调函数（call-back function）,包括初始化(initialization)、导 数（mdlDervative）、输出(mdlOutput)等。
2、NumContStates 表示 S 函数描述的模块中连续状态的个数。
3、NumDiscStates 表示离散状态的个数。
4、NumO 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。
五、实验心得：
本次实验是对我本事的进一步锻炼， 也是一种考验。 从中获得的诸多收获,也是很可贵的,是十分有意义的。经过这次实验，我收获了很多，一方面学习到了许多以前没学过的专业知识与知识的应用，另-方面还提高了自我动手做项目的本事。在实训中我学到了许多新的知识。是一个让我把书本上的理论知识运用于实践中的好机会,原先,学的时候感叹学的资料太难懂，此刻想来, 有些其实并不难,关键在于理解。在这次实训中还锻炼了我其他方面的本事，提高了我的综合素质。首先，它锻炼了我做项目的本事,提高了独立思考问题、自我动手操作的本事,在实验的过程中，还掌握了-些应用知识的技巧等。
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