＿设计与分析◆ｓｈ ｅｊｉ Ｙｕ Ｆｅｎｘｉ
基于ＭＡＴＬＡＢ的机器人运动学建模及仿真分析
于楚泓
（电子科技大学中山学院，广东中山５２８４００）
摘要：机器人的研究离不开运动学建模，这是研究机器人最根本的方法。现￣ＰＵＭＡ５６０机器人为例，借助Ｄｅｎａｖｉｔ－Ｈａｒｔｅｎｂｅｒｇ方法
建立机器人的运动学模型，并利用ＭＡＴＬＡＢ对其数学模型进行可视化运动仿真以及轨迹规划。该仿真结果可以用于检验机器人的机构
设计，甚至模拟对于机器人的控制。 关键词：机器人；运动学；仿真；Ｄ—Ｈ方法
０引言
随着人类需求的多元化，机器人需要完成的动作也越来越
复杂。从简单的平面运动到工厂的搬运动作，再到生活中连贯
地倒水、开门等，机器人正逐步突破自身的极限。回归这一切
动作的本质，机器人的动作全靠关节的变化来完成，动作越复
杂，机器人所需要的关节数量越多，其运动学关系也越复杂Ⅲ。
平面三自由度的机器人的运动学模型已经难以手算，随
着自由度的增加，其复杂程度呈指数级上升，必须借助计算机
的强大运算能力才能在短时间内计算和记录机器人的数学模
型。本文以六自由度垂直型关节机器人ＰＵＭＡ５６０为例，在
ＭＡＴＬＡＢ环境下，利用Ｄ—Ｈ方法根据其机构特征为其建立数
学模型，并且找到机器人的运动关系，进行简单的轨迹规划及
工作空间的绘制 ］。
１ 机器人的运动学模型
对于机器人的运动控制来说，最终的控制目标就是使其夹
爪在空间中的位置和姿态（以下简称位姿）符合任务的要求，
而机器人每一个关节的位置角度发生变化，都会影响到夹爪的
位姿，并且这一系列关节的变化量对于位姿的影响是耦合的。
为清晰地表达机器人的关节变化量与夹爪的位姿之间的运动
关系，本文采用修改过的Ｄ－Ｈ法建立机器人的运动学模型。
如图１所示的ＰＵＭＡ５６０机器人有六个关节角度，用向量
＠＝［０。…鲫 来表示，关节与关节之间连接着不可变形的连 杆，每个连杆上都有对应的一个坐标系，如机器人的基座对应
第21卷第4期2006年12月青岛大学学报(工程技术版)JOURNALOFQINGDAOUNIVERSITY(E&T)Vol.21No.4Dec.2006
文章编号:1006-9798(2006)04-0074-04
基于MATLAB/Simulink的光伏电池建模与仿真y
吴海涛,孔娟,夏东伟
(青岛大学自动化工程学院,山东青岛266071)
摘要:在MATLAB/Simulink仿真环境下,基于光伏电池的I-V解数学函数关系式,建
立了光伏电池的仿真模型,并对不同的串联电阻和日照强度变化条件下光伏电池的输出
特性进行了仿真。仿真结果验证了光伏电池的输出特性呈非线性,并随串联电阻和日照强度的变化而变化。
关键词:光伏电池;MATLAB仿真;输出特性;输出功率
中图分类号:TP391.9文献标识码:A
随着世界经济的迅速发展,能源问题日益突出,主要体现在:能源短缺、环境污染、温室效应[1]。太阳能
作为一种新兴的绿色能源,越来越受到人们的重视。光伏电池是太阳能光伏发电系统中的核心部分,因此,
光伏电池成为太阳能光伏发电系统研究的重要环节。MATLAB/Simulink仿真工具为复杂系统提供了简单、快捷、方便的建模仿真环境,可以实现建模与仿真、数据分析和曲线拟合、科学和工程绘图等功能,其中的
电源系统工具库(PowerSystemBlockset)可直接为电力系统提供模块化仿真[2]。本文针对MATLAB仿真
环境,基于光伏电池的I-V函数关系式,直接利用Simulink软件包、编写S函数建立了光伏电池的仿真模
型,通过调节串联电阻和光生电流,方便且准确地模拟了光伏电池的工作情况。
图1光伏电池等效电路图1光伏电池的仿真模型
光伏电池本身是一个P-N结,基本特性与二极管类似,其等效电路
由光生电流源及一系列电阻(内部并联电阻Rsh和串联电阻Rs)组成[3],见图1所示。
第１ ７卷第５期 ２００６年１Ｏ月 巾原Ｔ学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＺＨＯＮＧＹＵＡＮ ＩＮＳＴＩＴ［ＩＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．１７ Ｎｏ．５ ｏｃｔ．，２００６
文章编号：１ ６７１—６９０６（２００６）Ｏ５ ００１６ ０４
基于Ｍａｔｌａｂ的ＴＣＳＣ建模与仿真研究
董 燕 ，朱永胜
（１．中原工学院，郑州４５０００７；２．郑州大学 电气工程学院，郑州４５０００２）
摘 要： 采用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件对基于晶闸管的可控串联补偿装置（ＴＣＳＣ）进行二次开发，建立了详细的ＴＣＳＣ模 块以及单机无穷大系统模型，进行动态仿真．结果表明ＴＣＳＣ在提高电力系统稳态传输功率，抑制阻尼，提高系统暂态稳 定性方面有很好的作用． 关键词：Ｍａｔｌａｂ；ＴＣＳＣ；可控串补；仿真； 中图分类号：ＴＭ７４３ 文献标识码： Ａ
基于晶闸管的可控串联补偿装置（Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ Ｃｏｎ— ｔｒｏｌｌｅｄ Ｓｅｒｉｅｓ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ，ＴＣＳＣ）是近年来串联补
偿新技术的代表，是灵活交流输电系统（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ＡＣ
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ＦＡＣＴＳ）的主要组成部分．由
于采用晶闸管代替传统串联补偿装置的机械开关，使
ＴＣＳＣ具有了几乎无限次、无磨损以及快速连续调节
的能力，在潮流控制、提高系统稳定性方面发挥着重要 作用 ．
Ｍａｔｌａｂ提供的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ工具箱是一个用来对动 态系统进行建模、仿真和分析的软件包．从Ｍａｔｌａｂ５．２
开始又加入了专门的电力系统模块，并最终定名为
ＳＰＳ（ＳｉｍＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ）．与其它电力系统分析软件 相比，Ｍａｔｌａｂ以其友好的图形界面，丰富的工具箱
和强大的用户开发功能成为重要的电力系统分析仿真
软件 ．
目前国内常用的电力系统仿真工具有ＥＭＴＰ，
ＰｓＡｓＰ等．在ＴＣＳＣ的建模方面，这几种软件大都把
ＴＣＳＣ处理成随控制参数变化的可变阻抗，没有体现 ＴＣＳＣ控制、触发以及晶闸管模块在具体仿真实例中
第２８卷第１期 江西理工大学学报 ｖ。１．２８，Ｎ。．１
２ ０ ０ ７年２月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＪＩＡＮＧＸＩ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｆｅｂ．２ ０ ０ ７
文章编号：１００７—１２２９（２００７）０１—００４５～０３
基于ＭＡＴＬＡＢ的谐振电路的建模与仿真
姚齐国 （１．华中科技大学水电与数字化工程学院，武汉４３００７４；２武汉工程大学电气信息学院；武汉４３００７３）
摘要：建模与仿真是，ｚ，．４ｆ３认识世界和改造世界的重要手段，谐振是正弦稳态电路中一种特定的 工作状态，文章阐述了两种谐振电路的特性，并结合实例用ＭＡＴＬＡＢ较详细地介绍了从建模到
仿真的全过程，同时给出了混联电路品质因数的求解方法，对电路谐振问题的应用研究具有一定 实用价值． 关键词：谐振；品质因数；建模与仿真
中图分类号：ＴＰ３９１．７５ 文献标识码：Ａ
Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ’Ｓ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＡＴＬＡＢ
ＹＡＯ Ｑｉ－ｇｕｏ ・。 （１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＨｙｄｒｏ－ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｄＤｉｇｉｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＷｕｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉＴｌｅａｎｓ ｆｏｒ ｐｅｏｐｌｅ ｔｏ ｋｎｏｗ ａｎｄ ｒｅｍａｋｅ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ．Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｓ ａ ｓｐｅｃｉａｌ ｋｉｎｄ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｓｔａｂｌｅ ｃｉｒｃｕｉｔｓ，Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ’Ｓ
