用matlab写一段欠驱动船舶模型
时间: 2023-08-03 22:05:00 浏览: 68
好的,下面是一个简单的欠驱动船舶模型的Matlab代码:
```matlab
% 欠驱动船舶模型
% 假设船舶只有一个推进器和一个舵面
clear all; clc;
% 船舶参数
m = 1000; % 质量
Iz = 10000; % 转动惯量
xg = 0; % 重心位置
L = 10; % 船长
B = 3; % 船宽
T = 1; % 吃水深度
rho = 1000; % 水密度
% 推进器参数
KT = 0.2; % 推进器推力系数
KQ = 0.1; % 推进器扭矩系数
Dp = 0.5; % 推进器直径
xp = -2; % 推进器位置
Jp = 0.5 * rho * Dp^4; % 推进器转动惯量
% 舵面参数
delta_max = 30 * pi / 180; % 最大舵角
Kd = 0.1; % 舵面转角系数
Ad = 2; % 舵面面积
xd = L / 2 - 1; % 舵面位置
Jd = 0.1 * m * L^2; % 舵面转动惯量
% 初始状态
x0 = [0; 0; 0; 0; 0; 0]; % [u, v, r, x, y, psi]'
% 控制输入
u = 5; % 推进器推力
delta = 10 * pi / 180; % 舵角
% 模拟时间步长
dt = 0.1;
% 模拟时间
Tsim = 10;
% 模拟步数
N = Tsim / dt;
% 状态变量
x = x0;
% 循环模拟
for i = 1:N
% 状态方程
udot = (u - KT * abs(u) * u) / m - x(3) * x(2);
vdot = -x(3) * x(1);
rdot = (KQ * abs(u) * u - Kd * delta * abs(delta) * x(3)) / Iz;
xdot = x(1) * cos(x(6)) - x(2) * sin(x(6));
ydot = x(1) * sin(x(6)) + x(2) * cos(x(6));
psidot = x(3);
% 更新状态
x = x + dt * [udot; vdot; rdot; xdot; ydot; psidot];
% 限制舵角范围
delta = max(-delta_max, min(delta_max, delta));
% 显示船舶位置
plot(x(4), x(5), 'r*');
hold on;
axis([-10 10 -10 10]);
grid on;
draw_ship(x(4), x(5), x(6), L, B, T, delta);
hold off;
pause(0.01);
end
% 画船舶函数
function draw_ship(x, y, psi, L, B, T, delta)
x = x + (L / 2 - T) * cos(psi);
y = y + (L / 2 - T) * sin(psi);
plot(x, y, 'bo');
hold on;
plot([x + T * cos(psi + delta), x + T * cos(psi - delta)], [y + T * sin(psi + delta), y + T * sin(psi - delta)], 'r');
plot([x - (L / 2) * cos(psi), x + (L / 2) * cos(psi)], [y - (L / 2) * sin(psi), y + (L / 2) * sin(psi)], 'g');
plot([x - (B / 2) * sin(psi), x + (B / 2) * sin(psi)], [y + (B / 2) * cos(psi), y - (B / 2) * cos(psi)], 'k');
end
```
这段代码实现了一个简单的欠驱动船舶模型,模拟了船舶在水面上的运动。其中,控制输入为推进器推力和舵角,状态变量为船舶速度和姿态等。模拟过程中,根据控制输入和状态方程不断更新船舶状态,并且在图中显示出船舶的位置和姿态。
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