你能帮我写一个一阶旋转倒立摆的程序吗
时间: 2024-05-12 10:12:50 浏览: 79
当然可以!以下是一个简单的一阶旋转倒立摆的程序:
```python
import numpy as np
import control
import matplotlib.pyplot as plt
# 系统参数
M = 0.5 # 质量
m = 0.2 # 悬挂质量
L = 0.3 # 摆杆长度
g = 9.8 # 重力加速度
# 系统状态空间模型
A = np.array([[0, 1, 0, 0],
[0, 0, -m*g/M, 0],
[0, 0, 0, 1],
[0, 0, (M+m)*g/(M*L), 0]])
B = np.array([0, 1/M, 0, -1/(M*L)]).reshape(-1, 1)
C = np.array([1, 0, 0, 0])
D = np.array([0])
# 创建系统
sys = control.ss(A, B, C, D)
# 设计反馈控制器
Q = np.diag([1, 1, 10, 10])
R = np.array([0.1]).reshape(-1, 1)
K, _, _ = control.lqr(A, B, Q, R)
# 构造闭环系统
A_cl = A - B @ K
sys_cl = control.ss(A_cl, B, C, D)
# 仿真
t = np.linspace(0, 10, 1000)
x0 = np.array([0, 0.1, np.pi/6, 0])
t, y, x = control.lsim(sys_cl, None, t, x0)
# 可视化
plt.figure()
plt.plot(t, y)
plt.xlabel('Time (s)')
plt.legend(['x', 'theta'])
plt.show()
```
在上面的代码中,我们首先定义了系统参数,然后使用这些参数构建了系统的状态空间模型。接着,我们使用 `control.lqr` 函数设计了一个 LQR 反馈控制器,并将其应用于闭环系统中。最后,我们使用 `control.lsim` 函数对系统进行了仿真,并用 `matplotlib` 库可视化了结果。
你可以根据自己的需要修改代码中的参数和初始条件,以及调整反馈控制器的设计。
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