机器人骑自行车过程的MATLAB建模与数值仿真模拟

1.程序功能描述
机器人骑自行车过程的MATLAB建模与数值仿真模拟。

2.测试软件版本以及运行结果展示
MATLAB2022A版本运行

3.核心程序

[x0,y0,z0] = func_cylinder(15);
[x,y,z]    = func_cylinder(0.8);
 
%%
%f0
[Xf0,Yf0,Zf0] = f0(x0,y0,z0);
%f1
[Xf1,Yf1,Zf1] = f1(x,y,z);
%f2
[Xf2,Yf2,Zf2] = f2(x,y,z);
%f3
[Xf3,Yf3,Zf3] = f3(x,y,z);
%f4
[Xf4,Yf4,Zf4] = f4(x,y,z);
%f5
[Xf5,Yf5,Zf5] = f5(x,y,z);
%f6
[Xf6,Yf6,Zf6] = f6(x,y,z);
%f7
[Xf7,Yf7,Zf7] = f7(0,0,0);
 
figure;
mesh(Xf0,Yf0,Zf0);
hold on
mesh(Xf1,Yf1,Zf1);
hold on
mesh(Xf2,Yf2,Zf2);
hold on
mesh(Xf3,Yf3,Zf3);
hold on
mesh(Xf4,Yf4,Zf4);
hold on
mesh(Xf5,Yf5,Zf5);
hold on
mesh(Xf6,Yf6,Zf6);
hold on
mesh(Xf7,Yf7,Zf7);
hold on
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('z');
axis equal
axis([-50,50,-50,50,-25,50]);

4.本算法原理
模型方程如下：

注意，躯干模型，我们使用长方体来表示，所以用函数m来表示。

L1，L2，L3分别表示不同圆柱体在Z轴的向上的距离

l1表示机器人手臂在函数f1左右两边的距离范围

T1表示自行车车把相对于f1函数的空间旋转因子，从上图可以看到，f2是相当于f1，绕着y轴旋转了90度，所以T1表达式可以表示为：

通过上述公式，可以将所有的模型转换为和函数g相关的空间三维函数。