【二自由度机械手的动力学问题】是机械动力学领域中的一个重要研究对象，尤其是在研究生实验中，这样的问题有助于深入理解机械系统的动态行为。本实验报告主要探讨了一个无重力环境下的二自由度机械手，通过建立动力学模型，求解其运动规律，并用MATLAB进行仿真，最终绘制出动力学特性曲线。
问题的关键在于建立**动力学方程**。对于这个双摆系统，机械手的两个臂分别具有质量m1和m2，受控于在A、B处的力矩M1和M2。由于力矩M2依赖于两杆之间的相对转角θ2，因此选择了广义力矩坐标q1=θ1和q2=θ2。系统的动能由两个质点的动能相加得出，然后利用拉格朗日方程来构建能量守恒的微分方程，进一步求解出机械手各部分的运动规律。
在**初始条件**设定中，给出了两个角度θ1(t)和θ2(t)随时间变化的函数，以及质量m1和m2，杆的长度l1和l2，以及重力加速度g。这些参数是动力学模型的基本输入，用于计算各关节的角速度、角加速度，以及后续的力矩计算。
接着，使用**MATLAB**进行数值求解和曲线绘制。定义了时间变量t，根据初始条件计算出θ1, w1, a1, θ2, w2, 和 a2，这些都是时间的函数。接着，根据这些数据计算了有效惯量、耦合惯量、向心加速度和科氏加速度等重要物理量，这些是构建动力学方程的关键组成部分。之后，通过这些量求解出控制力矩M1和M2，这是驱动机械手运动的主要力量。
运用**数据拟合**和**图形绘制**，对控制力矩M1和M2进行了3次多项式拟合，以得到更简洁的表达式，并用MATLAB的subplot功能绘制了这两个力矩随时间变化的曲线，便于观察和分析机械手的动力学特性。
本实验报告通过解决二自由度机械手的动力学问题，展示了如何应用经典力学原理和MATLAB工具来建模和分析复杂机械系统的动态行为。这种方法对于理解机器人动力学、设计控制策略以及优化机械结构具有重要的实践意义。通过这样的实验，研究生可以深化对机械动力学理论的理解，提高解决实际问题的能力。
