機械臂動力學

機械臂動力學主要根據由運動學求出之速度及加速度，計算作用力及力矩，並探討以上數個參數之交互關係。此理論用於設計機械臂控制器，提供工作力矩規劃的依據，並進行控制模擬。增進動態(Dynamic)感，將動量、真實感、質量及慣量列入設計考量。常用方法為Lagrange法及牛頓尤拉法。

(1)   Lagrange法：主要原理為動能K及位能P之轉換

Lagrange函數L=K-P，將Lagrange函數進行微分可得Lagrange方程式。由重心位置及速度計算總動能及位能，並代入Lagrange方程式求出動態方程式。

D：慣性矩陣　C科氏力或離心力 G重力

如不考慮重力，則不影響最終的穩定性，但在運動時可能產生部分震盪現象

(2)   牛頓尤拉法：以牛頓方程式計算作用力，以尤拉方程式輸出力矩

1.      計算速度及加速度初始值，並疊代出角速度及角加速度

2.      疊代連桿重心位置、連桿速度、連桿加速度

3.      由牛頓方程式求連桿作用力，由尤拉方程式求力矩

4.      計算連桿間相互作用力及力矩

5.      計算輸出力矩