针对上面所列举的原则，下面举例说明我们在进行本论文仿真试验过程中在 模型构造方面的一些体会。
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９．３ １ 实例——ＰｕＭＡ５６０机械臂智能控制仿真
在系统建模与仿真中，经常遇到很复杂的系统结构，难以埘一个单一的模型 框图进行描述。通常地。需要将这样的框｜罨１分解成若干个共有独直功能的子系统，
在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ下支持这样的予系统结构。此外，还可以将些常用的了系统封装成 为一些模块，这些模块的用法也类似于标准的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块，更进一步地，还可 以将自己开发的一系列模块做成自己的模块组或模块集。
下面针对第２部分机器人规划的数学模型进行智能控制仿真。在进行 ＰＵＭＡ５６０机械臂的智能控制仿真时，首先在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下．利用其可视化窗 门可以很方便的建立系统仿真框图。下面是部分系统仿真框图。
Ｒｏｂｏｔｉｃｓ Ｔｏｏｌｂｏｘ ｆｏｒ ＭＡＴＬＡＢ
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圈９】基丁ＭＡＴＬＡＢ的机器人Ｊ．且箱
Ｆｉ９９ Ｉ Ｒｏｂｏｔｉｃｓｒ００ｌｂｏｘｆｏｒＭ＾１Ｉ。ＡＢ
下珀ｉ这个框图表示的是：ＰＵＭＡ５６０机械臂的ｌＥ向动力学模型仿真。
Ｐｕｍａ５６０ ｃｏｌｌａｐｓｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｇｒａｖｉｔｙ
Ｈ９．２ＰＵＭＡ５６０机械臂的止向动力学模刑仿真 Ｆｉ９９２ＰＵＭＡ５６０ｃｏｌｌａｐｓｉｎｇ ｕｎｄｅｒｇｒａｖｉｔｙ
下面这个框图表示的是：ＰＵＭＡ５６０机械臂的笛卡尔坐标空间运动仿真。这
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安徽理工大学硕士学位论文
个仿真的作用是论证：笛卡尔坐标空间运动的控制。有两种方法可以达到这个目 的：第一，可以建立逆向运动学来解决笛卡尔坐标空间到关节坐标空间的问题，
然后，在关节坐标空间中完成相关的操作。第二，就是按照下面的框图的办法，
计算笛卡尔坐标空间的误差，通过逆雅可比矩阵来解决关节空间坐标，达到在控 制循环中满足了逆运动学的要求。下面这个框图也增加了一些Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块。
这个框图也是用来论证ＰＵＭＡ５６０机械臂在点（ｏ．５，ｏ，ｏ），半径０．０５ｍ的范围
内，移动工具。从当前机械臂的位姿到末端状态位姿，可以通过６个不同的矢量 用ｔｒ２ｄｉｆｆ模块来计算笛卡尔坐标空间的命令。通过在雅可比模块中输入一个当前 控制关节角度，可以输出雅可比矩阵。使用了标准的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块来求解逆雅可 比和不同运动之间的乘积。这样做的结果是，在获得了一个简单的比例后，关节 空间的运动可以用来校正笛卡尔坐标空问的误差。机械臂采用一个简单的比例积 分器，就达到了用于控制伺服机构目的。这种论证的方法是非常类似于采用数值 方法来解决逆运动学问题。图９．３ＰＵＭＡ５６０笛卡尔坐标空间运动仿真
Ｆｉ９９．３ ＰＵＭＡ５６０Ｃａｒｔｅｓｉａｎ ｓｐａｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
为了进一步地说明，所采用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ框图的正确性，针对第３章、第４章、
第５章所提的问题，专门进行了３Ｄ动态仿真验证。
１．仿真过程
机器人运动学的研究涉及到大量的数学运算，计算工作相当繁琐【３３】。计算机 仿真可求解许多复杂而无法用数学手段解析求解的问题。利用它可再现系统运动 规律或运动过程。因此，采用一些工具软件对其分析可大大提高研究效率，增加 研究的灵活性和可操作性。建模与仿真的过程是构造现实世界实际系统的模型和 在计算机上进行仿真的复杂过程，它包括实际系统、模型和计算机三个基本部分
【３４】
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按照正向运动学模型，可绘制出ＲｏｂｏｔＳｉｍｕｌａｔｅ．ｍ仿真程序的流程图如下：
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