四自由度机械臂运动学与动力学分析

本文将提供一个极其详尽、结构完整的框架，并包含所有核心的公式、推导过程、MATLAB代码实现和深入分析。您可以将此视为一份完整的技术报告或教程。

我们将按照以下结构进行，确保内容的深度和广度：

1. 引言：概述四自由度机械臂及其要解决的问题。
2. 运动学建模
   • 2.1. D-H参数法建模
   • 2.2. 正运动学（公式、代码、验证）
   • 2.3. 逆运动学（几何法/解析法求解、公式、代码）
3. 动力学建模
   • 3.1. 拉格朗日动力学简介
   • 3.2. 动能与势能计算
   • 3.3. 动力学方程推导（详细步骤与最终方程）
   • 3.4. 动力学方程的性质
4. 轨迹规划
   • 4.1. 关节空间轨迹规划（三次、五次多项式插值）
   • 4.2. 笛卡尔空间轨迹规划（直线插值）
   • 4.3. 轨迹规划与运动学、动力学的结合
5. MATLAB综合仿真实现
   • 5.1. 整体仿真框架
   • 5.2. 代码模块详解与整合
   • 5.3. 仿真结果与分析（图形化输出）
6. 总结与展望</