机器人运动控制:运动学与动力学建模_(6).雅可比矩阵与速度映射.docx
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雅可比矩阵与速度映射
雅可比矩阵的定义与计算
雅可比矩阵是机器人运动学和动力学建模中的一个重要工具,它描述了关节空间速度与笛卡尔空间速度之间的关系。对于一个具有n个关节的机器人,雅可比矩阵J是一个6×n的矩阵,其中6代表笛卡尔空间中的六个自由度(3个平移自由度和3个旋转自由度),n
定义
雅可比矩阵J可以表示为:
$$J=
$$
其中θi是第i个关节的关节变量,x,y,z
计算方法
雅可比矩阵可以通过以下步骤计算:
前向运动学:计算机器人末端执行器在笛卡尔空间中的位置和姿态。
偏导数计算:对每个关节变量θi
矩阵构建:
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