机器人学 战 强 北京航空航天大学机器人研究所 第五章、机器人动力学第五章、机器人动力学 v 机器人动力学是研究机器人的运动和作用力之间的关系。 机器人动力学的用途： v 机器人的最优控制；优化性能指标和动态性能、调整伺服增益； v 设计机器人：算出实现预定运动所需的力/ 力矩； v 机器人的仿真：根据连杆质量、负载、传动特征的动态性能仿真。动力学方法很多，如Lagrange 、Newton-Euler 、Gauss 、Kane 、Screw 、Roberson-Wittenburg 。 机器人是一个具有多输入和多输出的复杂的动力学系统， 存在严重的非线性，需要非常系统的方法来处理。 动力学的原问题：给定力/ 力矩，求解机器人的运动； 是非线性的微分方程组，求解困难。 动力学的逆问题：已知机器人的运动，计算相应的力/ 力矩， 即实现预定运动所需施加的力矩；不求解 非线性方程组，求解简单。5.1 Lagrange 动力学方法 Lagrange 法：能以最简单的形式求得非常复杂的系统动力学方程， 而且具有显式结构。 Lagrange 函数L 定义：任何机械系统的动能 和势能 之差 动能和势
