前言

`本人研究生期间正在做机器人轨迹跟踪方向，希望能通过使用Simscape Multibody来做机械臂轨迹跟踪，并用PID或其他方法对机械臂轨迹误差进行修正，因此根据官方文件自学Simscape Multibody，对文档进行翻译，删减，保留本人操作过程来记录学习过程。但由于本人水平有限，文章可能某些地方存在问题，请各位评论指正。

一、创建单摆模型

1.教程概述

钟摆是最简单的机械系统。该系统包含两个刚体，一个连杆和一个固定枢轴，通过转动关节连接。在本教程中，将使用上一篇单连杆模型创建的自定义模块对钟摆进行建模和仿真。 Revolute Joint 模块提供连杆和世界坐标系之间的旋转自由度。

2.构建模型

1.在MATLAB命令行输入smnew。打开Simscape Multibody模块库和具有常用模块的模板。
2. 删除Simulink-PS Converter, PS-Simulink Converter, Scope,和 Rigid Transform模块。
3. 将单连杆模型中创建的子系统拖动到该模型中，命名为Simple Link。
4. 在 Simscape >Multibody > Joints库中找到Revolute Joint模块并将其拖动到模型中。
5. 按照下图的方式连接这些模块。当您指定关节状态目标、规定关节驱动输入或感知关节动态变量时，Revolute Joint的接口方向就变得很重要，切换接口连接会影响模型组装和仿真。
6. 在Solid对话框中，指定以下参数，将模块命名为Base。

3.指定重力

Revolute Joint使用基坐标系和从动坐标系的公共Z轴作为关节旋转轴。为了确保钟摆在重力的作用下发生振荡，改变重力矢量，使其不再与Z轴对齐。在Mechanism Configuration对话框中，将Uniform Gravity > Gravity参数设置为[0 -9.81 0]。

4.设置单摆起始位置

使用 Revolute Joint对话框中的 State Targets菜单来指定所需的关节角度。选择StateTargets > Specify Position Target，在value输入所需的关节角度。value为0对应于水平钟摆的起始位置。

5.求解器配置

在Simulink编辑器菜单栏中，选择Simulation > Model Configuration Parameters.
在Solver选项卡中，将解算器参数设置为ode15s (stiff/NDF)，该求解器是物理模型的推荐选择。
在Solver details > Max step size中将最大步长设置为0.01，然后单击“OK”。较小的步长提高了仿真的精度，但也会增加仿真时长，因此需根据模型折衷选取。

6.模型仿真

在Simulink编辑器菜单栏中，选择Simulation > Update diagram，打开Mechanics Explorer浏览器查看模型3D视图。
在Mechanics Explorer工具栏中，检查 View convention参数是否设置为Y up (XY Front)，保证重力在屏幕上垂直对齐。设置完一定要选择一个标准视图按钮（前视，左视等），来刷新Mechanics Explorer的显示。通过单击Save explorer configuration to model button按钮来保存可视化设置。
模型仿真。在Simulink编辑器菜单栏选择Simulation > Run，生成在重力作用下钟摆物理模型的动画。

7.保存模型

将模型保存名为simple_pendulum的文件夹中。在下一篇如何分析一个单摆中重用此模型。

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