机械臂 CoppeliaSim Simulink联合仿真

本文主要是介绍机械臂 CoppeliaSim Simulink联合仿真，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

实现机械臂在CoppeliaSim（以前称为V-REP）和Simulink上的联合仿真涉及多个步骤，包括环境设置、模型导入、通信配置、控制算法设计和测试调试。

1. 前期准备
   • 安装软件
   • 配置工作环境
2. 创建和配置CoppeliaSim场景
   • 导入机械臂模型
   • 配置机械臂参数
3. 在Simulink中创建控制模型
   • 创建新的Simulink模型
   • 添加和配置通信模块
   • 设计控制算法
4. 建立CoppeliaSim和Simulink之间的通信
   • 使用远程API
   • 设置TCP/IP通信
5. 实现实时控制
   • 配置实时控制参数
   • 测试和验证控制算法
6. 调试和优化
   • 常见问题和解决方案
   • 性能优化
7. 结论

1. 前期准备

1.1 安装软件

CoppeliaSim

• 下载地址：CoppeliaSim下载页面
• 选择适合你操作系统的版本（Windows 64-bit）。
• 下载并安装CoppeliaSim，按照提示完成安装过程。

MATLAB & Simulink

• 访问MATLAB官方网站：MathWorks MATLAB下载页面
• 根据你的许可证类型下载并安装MATLAB和Simulink。
• 确保你安装了Simulink及其相关工具箱（如控制系统工具箱）。

UR5e机械臂模型

• 下载UR5e机械臂模型，这里使用Universal Robots提供的标准UR5e模型。
• 确保模型文件格式与CoppeliaSim兼容（通常是.ttm或.ttb文件）。

1.2 配置工作环境

设置MATLAB路径

• 打开MATLAB，设置工作路径到你保存Simulink模型和相关文件的目录。

matlab

复制代码

addpath('C:\Your\Simulink\Model\Directory');

配置CoppeliaSim远程API

• 在CoppeliaSim安装目录中找到programming/remoteApiBindings/matlab文件夹，将其添加到MATLAB路径中：

matlab

复制代码

addpath('C:\Program Files\CoppeliaRobotics\CoppeliaSimEdu\programming\remoteApiBindings\matlab');

2. 创建和配置CoppeliaSim场景

2.1 导入机械臂模型

1. 打开CoppeliaSim，创建一个新的场景。
2. 从文件菜单中选择“导入”，然后选择UR5e机械臂模型文件。
3. 确保模型正确加载，并且机械臂的各个部分（连杆、关节、末端执行器等）显示在场景中。

2.2 配置机械臂参数

1. 选择UR5e机械臂的根节点（通常是机械臂基座）。
2. 配置机械臂的基本参数，如：
   • 连杆长度
   • 关节限位
   • 质量和惯性矩
3. 在属性面板中，设置每个关节的控制参数，如PID控制器的增益值。

3. 在Simulink中创建控制模型

3.1 创建新的Simulink模型

1. 打开MATLAB，启动Simulink并创建一个新的空白模型。
2. 保存模型文件，命名为UR5e_Control.slx。

3.2 添加和配置通信模块

1. 在Simulink库浏览器中，找到并添加“TCP/IP Send”模块和“TCP/IP Receive”模块。
2. 配置这些模块的参数：
   • 设置IP地址为本地（127.0.0.1）。
   • 设置端口号（例如19997，确保与CoppeliaSim中的端口号匹配）。
   • 配置数据类型和大小（例如，浮点数数组）。

3.3 设计控制算法

1. 在Simulink模型中，添加并连接以下模块以设计控制算法：
   • 常量模块（用于设置目标位置和姿态）
   • 传感器模块（用于接收当前关节位置和速度）
   • PID控制器模块（用于计算控制输入）
   • Mux和Demux模块（用于数据整合和分解）
2. 设计一个简单的PD控制器，确保控制器能够接收目标关节位置和当前关节位置，并输出控制输入。

4. 建立CoppeliaSim和Simulink之间的通信

4.1 使用远程API

1. 在CoppeliaSim安装目录中找到并打开remoteApiCommandServer.bat脚本，以启动远程API服务器。
2. 在MATLAB中编写一个脚本，用于初始化远程API连接：

matlab

复制代码

sim=remApi('remoteApi'); clientID=sim.simxStart('127.0.0.1',19997,true,true,5000,5); if clientID > -1 disp('Connected to CoppeliaSim'); else disp('Failed to connect to CoppeliaSim'); end

4.2 设置TCP/IP通信

1. 在CoppeliaSim中，编写一个Lua脚本以设置TCP/IP服务器：

lua

复制代码

if (sim_call_type==sim_childscriptcall_initialization) then tcpServer=sim.tcpip.server(19997) end if (sim_call_type==sim_childscriptcall_actuation) then if sim.tcpip.accept(tcpServer) then data=sim.tcpip.receive(tcpServer) -- 处理接收到的数据 end end

1. 确保Lua脚本正确加载并运行。

5. 实现实时控制

5.1 配置实时控制参数

1. 在Simulink模型中，配置仿真参数以实现实时控制：
   • 设置“仿真模式”为“外部”。
   • 配置固定步长仿真时间步长（例如0.01秒）。
   • 确保控制算法能够在实时仿真中实时运行。

5.2 测试和验证控制算法

1. 启动CoppeliaSim场景，确保机械臂模型正确加载。
2. 启动Simulink仿真，确保通信模块正常工作，控制算法能够发送和接收数据。
3. 验证机械臂在Simulink控制算法下的行为，确保其按照预期移动和操作。

6. 调试和优化

6.1 常见问题和解决方案

连接失败

• 确保CoppeliaSim和Simulink中的端口号匹配。
• 确保防火墙允许CoppeliaSim和Simulink的通信。

数据丢失或延迟

• 优化通信模块的配置，确保数据传输的实时性和可靠性。
• 增加错误处理机制，确保在数据丢失或延迟时能够及时恢复。

控制不稳定

• 调整控制算法的参数，如PID增益值，确保控制系统的稳定性。
• 增加滤波器模块，减少传感器噪声对控制算法的影响。

6.2 性能优化

1. 优化CoppeliaSim场景中的模型和脚本，减少不必要的计算开销。
2. 优化Simulink模型中的控制算法，确保其能够在实时仿真中高效运行。
3. 使用MATLAB的性能分析工具，识别并优化性能瓶颈。

Simulink联合【CoppeliaSim】(原Vrep)进行车和臂的仿真控制_simulink vrep-CSDN博客文章浏览阅读1.6k次。库位置在Simulink中的使用1.建立连接拖入就直接可以使用 不需要更改参数2.臂的正运动学控制句柄名称填写运行Simulink仿真之前 需要先打开CoppeliaSim软件并打开仿真模型，将模型中的脚本禁用禁用脚本：关节的具体设置：仿真步长的设置：两个软件的步长一定要设置成一样的simulink中：CoppeliaSim中：Run：3.车的控制句柄名称填写四个模块依次填写就好后面步骤和臂一样，不在赘述Run：_simulink vrephttps://blog.csdn.net/weixin_47370211/article/details/122558206?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522171870125316800182765789%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=171870125316800182765789&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend~default-2-122558206-null-null.142%5Ev100%5Epc_search_result_base8&utm_term=CoppeliaSim%20simulink&spm=1018.2226.3001.4187GitCode - 全球开发者的开源社区,开源代码托管平台GitCode是面向全球开发者的开源社区,包括原创博客,开源代码托管,代码协作,项目管理等。与开发者社区互动,提升您的研发效率和质量。https://gitcode.com/santdiego/simExtSimulink/overview?utm_source=csdn_github_accelerator&isLogin=1

利用V-REP CoppeliaSim和Matlab实现机器人轨迹控制仿真，绘制墙壁上的图案，附带详细代码和学习指导_vrep simulink机器人仿真-CSDN博客文章浏览阅读373次，点赞3次，收藏6次。在V-REP Coppeliasim中，我们可以选择合适的机器人模型，并使用V-REP的建模工具创建一个轨迹。V-REP Coppeliasim 是一种功能强大的机器人仿真平台，而MATLAB作为一种流行的数值计算和仿真工具，也被广泛应用于机器人控制领域。首先，我们需要使用MATLAB的V-REP接口连接到V-REP Coppeliasim，并加载机器人模型。vrep/coppeliasim+matlab，机器人轨迹控制仿真，利用matlab读取轨迹并控制机械臂在墙上绘图，里面有轨迹规划的相关算法。_vrep simulink机器人仿真https://blog.csdn.net/IjdfVngeYXOa/article/details/139225803?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522171870137816800225590511%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=171870137816800225590511&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend~default-1-139225803-null-null.142%5Ev100%5Epc_search_result_base8&utm_term=CoppeliaSim%20MATLAB&spm=1018.2226.3001.4187https://www.cnblogs.com/youngsea/p/7355554.htmlhttps://www.cnblogs.com/youngsea/p/7355554.html

Simulink与VREP联合仿真_simulinktable.getdata用法-CSDN博客文章浏览阅读3.5k次，点赞9次，收藏40次。软件：ppeliaSim Edu 4.0.0 (VREP的升级版本)具有集成开发环境的机器人模拟器CoppeliaSim基于分布式控制体系结构：每个对象/模型都可以通过嵌入式脚本，插件，ROS或BlueZero节点，远程API客户端或自定义解决方案进行单独控制。这使CoppeliaSim非常通用，非常适合多机器人应用。控制器可以用C / C ++，Python，Java，Lua，Matlab或Octave编写[1]。为了保证能够成功，请尽量选择CoppeliaSim 4.0版本以上；并且尽量选择较高版本_simulinktable.getdata用法https://blog.csdn.net/qq_43447210/article/details/115338965

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