MATALB与VREP联合仿真--UR5机械臂动力学仿真

VREP是一款很不错的机器人仿真软件，可以和多个跨平台通信，于是准备用来和MATLAB进行联合仿真。但是查了很多资料并未找到使用MTALAB/Simulink模块进行联合仿真的，进过一番折腾终于实现基本的联合仿真，记录于此以备后续学习。

话不多说，进入正题：

一、软件环境配置

1、软件版本

VREP: V-REP PRO EDU Version 3.3.2(备注：测试过3.4版本似乎有些问题)
MATLAB：Matlab2016b

（1）打开VREP的安装路径中的shareMemoryCommunicationPlugin文件夹，如下：
C:\ProgramFiles(x86)\V-REP3\V-REP_PRO_EDU\programming\sharedMemoryCommunicationPlugin

（2）拷贝其中的v_repExtShareMemory.dll文件到VREP的主文件夹下
(备注：C:\ProgramFiles(x86)\V-REP3\V-REP_PRO_EDU)

 

（3）回到shareMemoryCommunicationPlugin文件夹拷贝其中的example Simulink压缩包
和BloqueMemoriaCompartida.slx到MATLAB的工作路径下。
2、仿真平台通信测试
解压exampleSimulink压缩包，在MATLAB中打开CameraExample.slx文件，在VREP中打开camara仿真环境。先运行MATLAB，再运行VREP。
如图所示：


VREP中的视频信息传到MATLAB中，又通过MATLAB传回来到VREP中。这样VREP和MATLAB的通信就测试成功了。
如果一切顺利，你会看到VREP中两个悬浮窗口都有图像信息。

你以为这就完呢，还没，这只是基本通信测试，接下来需要完成具体的UR5机械臂动力学仿真模块的搭建。

 

二、VREP中UR5机械臂配置
1、配置UR5机械臂通信控制参数。

点击上图脚本图标（红色箭头指向处）把里面的代码全部删除（不用担心，你只要重新调出一个机械臂模型，代码依然存在）。并粘贴以下代码（点击打开链接）
2、配置UR5机械臂关节参数

把每个关节的postion is cyclic勾选上表示关节可以360度旋转，把关节动态属性中的control loop enabled取消勾选，表示控制器可以外部接口给出。
至此VREP中的UR5机械臂的配置基本完成了。

三、MATLAB中的仿真环境配置
在MATLAB工作路径下新建一个文件夹ur5_test把刚才建立的UR5仿真场景文件放在里面，再把examp Similink这个文件中
的matlabGenericSHM.mexw32和matlabGenericSHM.mexw64以及BloqueMemoriaCompartida.slx拷贝到ur5_test文件夹下，在matlab中打开这个slx文件，并新建一个simulink模块UR5_control.slx文件，将刚才打开的文件里的模块拷贝至UR5_control.slx里面，打开后配置如下：

至此，配置文件就结束了，接下来就是搭建UR5机械臂的外围模块了。

 

四、MATLAB与VREP联合仿真-控制器以及外围模块搭建
如下图所示，



这里采用简单的重力补偿+PD控制实现UR5机械臂的关节控制




具体的算法原理这里就不多讲了，实验仿真的效果是通过力矩控制的方式，控制机械臂到达目标关节角度。控制精度和重力模型以及控制器相关，这里用了简单的PD控制的精度效果还不错。


完整的仿真示例代码（备注：第二步中的第1步骤不需要执行，这个代码里已经配置好了）：点击打开链接

更正：我重新运行了一遍程序，抱歉! 更正代码中的一个问题，就可以解决UR5脚本报错，不运行的问题。把UR5模型列表UR5_connection的名字修改为 UR5_force_sensor,即可正常运行。先运行matlab,后运行vrep。

修改成如下：