弹簧阻尼双足机器人在水平地面运动，摆动腿触地瞬间的地面反作用于摆动腿的支反力大小估算MATLAB

可以通过建立弹簧阻尼双足机器人的模型来估算摆动腿触地瞬间的地面反作用于摆动腿的支反力大小。以下是一个简单的 MATLAB 代码实现：

% 定义模型参数
m1 = 5;     % 摆动腿质量，单位 kg
m2 = 10;    % 支撑腿质量，单位 kg
l1 = 0.5;   % 摆动腿长度，单位 m
l2 = 0.5;   % 支撑腿长度，单位 m
g = 9.81;   % 重力加速度，单位 m/s^2
k = 1000;   % 线性弹簧劲度系数，单位 N/m
b = 50;     % 阻尼系数，单位 Ns/m

% 定义系统动力学模型
A = [0 1 0 0;
     (m1*g+k)/m1 -b/m1 -k/m1 0;
     0 0 0 1;
     -k/m2 b/m2 -(m2*g+k)/m2 0];
B = [0; 1/m1; 0; -1/m2];
C = [1 0 0 0];
D = 0;

% 定义时间和初值
tspan = [0 1];           % 时间范围
x0 = [0; 0; 0; 0.1];     % 初值

% 求解微分方程
[t, x] = ode45(@(t, x)sys(t, x, A, B), tspan, x0);

% 绘制摆动腿角度和支撑腿角度随时间的变化曲线
figure;
plot(t, x(:, 1), 'r', t, x(:, 3), 'b');
xlabel('Time (s)');
ylabel('Angle (rad)');
legend('Swing Leg', 'Stance Leg');

% 计算摆动腿触地瞬间的地面反作用于摆动腿的支反力大小
F = m1 * g - k * x(end, 1) - b * x(end, 2);
disp(['The ground reaction force is ', num2str(F), ' N.']);

% 定义系统动力学方程
function dxdt = sys(t, x, A, B)
    dxdt = A * x + B * (-g);
end

这个代码使用了弹簧阻尼模型来描述双足机器人的运动，其中摆动腿和支撑腿分别被建模为单自由度振动系统。通过求解微分方程，可以得到摆动腿和支撑腿的角度随时间的变化曲线。在这个曲线的最后一个时刻，就可以计算出摆动腿触地瞬间的地面反作用于摆动腿的支反力大小。