某用于電網(wǎng)樹障處理的懸掛刀具空中機(jī)器人仿真分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u11274某用于電網(wǎng)樹障處理的懸掛刀具空中機(jī)器人仿真分析案例 [28]的電機(jī)模型，導(dǎo)入了其電機(jī)插件。下圖4.18為收縮狀態(tài)的機(jī)器人，圖4.19為工作狀態(tài)伸展的機(jī)器人。圖4.18收縮狀態(tài)的機(jī)器人 圖4.19工作狀態(tài)的機(jī)器人樹障Gazebo模型在MATLAB建模中，將樹障的作用簡(jiǎn)化為某一時(shí)刻的力與力矩，在Gazebo仿真中，可充分發(fā)揮其可視化的優(yōu)點(diǎn)，建立樹障的物理模型。首先，將樹障的形態(tài)簡(jiǎn)化為豎直的圓柱體，再將樹障分為與地面固定連接的樹體與將要割除的障礙體，樹體與障礙體之間為旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，在URDF文件中編寫其各項(xiàng)物理屬性后就能在Gazebo中將模型載入作為機(jī)器人的工作對(duì)象。圖4.26Gazebo可視化仿真示意ROS控制節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)本文編寫C++程序建立了ROS控制節(jié)點(diǎn)，將建立的MATLAB模型轉(zhuǎn)換為程序文件，通過發(fā)布和接收消息與Gazebo進(jìn)行通信。在控制節(jié)點(diǎn)中編寫了PID和ADRC控制算法對(duì)Gazebo模型進(jìn)行控制。位置控制核心代碼//位置控制用雙環(huán)PIDexpect_velocity<<position_gain(0)*(expect_position(0)-state_pos(0)),position_gain(1)*(expect_position(1)-state_pos(1)),position_gain(2)*(expect_position(2)-state_pos(2));expect_accel<<PID_calculate(&_pid_u,expect_velocity(0),state_vel(0)),PID_calculate(&_pid_v,expect_velocity(1),state_vel(1)),PID_calculate(&_pid_w,expect_velocity(2),state_vel(2));姿態(tài)控制核心代碼Eigen::Quaternionderror_q=_state_q.conjugate()*_command_q;error_q.normalize();command_omega=2.0f/0.5*Sgn(error_q.w())*error_q.vec();_M_b<<_adrc_roll.ComputeControl(command_omega(0),_state_omega(0)),_adrc_pitch.ComputeControl(command_omega(1),_state_omega(1)),_adrc_yaw.ComputeControl(command_omega(2),_state_omega(2));完成Ubuntu系統(tǒng)下代碼包的編寫后，只需通過設(shè)定一些啟動(dòng)文件，就能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人模型的ROS-Gazebo的可視化仿真操作?？梢暬瘜?shí)驗(yàn)仿真結(jié)果將Gazebo啟動(dòng)，并開啟ROS節(jié)點(diǎn)控制，先使機(jī)器人在X、Z方向上各前進(jìn)1米，在第15秒時(shí)，使機(jī)器人的航向角偏移90°同時(shí)Y方向前進(jìn)1米進(jìn)行切割，在第20秒時(shí)，使機(jī)器人沿方向退后1米結(jié)束切割。使用ROS中的rosbag工具進(jìn)行數(shù)