三维轨迹跟踪matlab

以下是一份简单的三维轨迹跟踪MATLAB代码示例：

clc; clear; close all;

% 目标轨迹
t = 0:0.1:10;
x_ref = 100 * sin(t);
y_ref = 200 * sin(2*t);
z_ref = 300 * sin(3*t);

% 初始化状态
x = zeros(length(t), 6);
x(1,:) = [0 0 0 0 0 0];

% 定义控制器参数
Kp = diag([0.5 0.5 0.5]);
Kd = diag([0.3 0.3 0.3]);
Ki = diag([0.1 0.1 0.1]);

% 定义误差积分项
e_int = [0 0 0];

% 开始模拟
for i = 2:length(t)
    % 计算误差项
    e = [x_ref(i) y_ref(i) z_ref(i)] - x(i-1,1:3);
    
    % 更新误差积分项
    e_int = e_int + e * 0.1;
    
    % 计算控制指令
    u = Kp * e' + Kd * ((e' - (x(i-1,1:3) - x(i-2,1:3)) / 0.1)') + Ki * e_int';
    
    % 计算下一时刻的状态
    x(i,:) = [x(i-1,1:3) x(i-1,4:6)];
    x(i,4:6) = x(i,4:6) + u' * 0.1;
end

% 绘制轨迹
figure;
plot3(x(:,1), x(:,2), x(:,3), 'LineWidth', 2, 'DisplayName', 'UAV');
hold on;
plot3(x_ref, y_ref, z_ref, 'LineWidth', 2, 'DisplayName', 'Reference');
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('z');
title('Trajectory Tracking');
legend;

在这份代码中，我们首先定义了目标轨迹，即一些简单的正弦函数。然后我们通过一个循环，计算了每个时间步长内无人机的控制指令和状态，并保存了状态数据。最后我们用MATLAB的plot3函数绘制了无人机的轨迹和目标轨迹，并添加了图例和标题。在控制器方面，我们采用了一个简单的PID控制器，其中包括比例项、微分项和积分项。需要注意的是，由于无人机是一个三维的物体，因此我们需要将状态变量扩展为六维，其中前三维表示位置，后三维表示速度。同时，我们也需要将控制指令转换为一个六维向量，其中前三维表示线性加速度，后三维表示角速度。