已知利用ode45建立利用弹簧阻尼双足机器人动力学方程,如何求李导数建立弹簧阻尼双足机器人控制器的MATLAB
时间: 2023-06-26 17:07:24 浏览: 61
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要建立弹簧阻尼双足机器人的控制器,需要计算其李导数。可以通过以下步骤实现:
1. 根据双足机器人的动力学方程,定义控制器的状态变量和状态方程。
2. 将状态方程表示为矩阵形式,即x' = Ax + Bu,其中x是状态向量,u是控制向量。
3. 计算状态矩阵A的李导数,即dA/dt = [A, B] * C,其中[,]表示矩阵拼接,C是常数矩阵。这里的常数矩阵C可以通过MATLAB的command窗口输入syms变量并运行jacobian函数得到。
4. 将A的李导数加入原状态方程,得到完整的控制器状态方程。
5. 使用MATLAB的ode45函数求解控制器状态方程,并根据结果设计控制器的输出。
下面是一个简单的MATLAB代码示例,用于求解弹簧阻尼双足机器人的控制器状态方程和李导数:
```matlab
%定义状态变量和状态方程
x = [theta1; theta2; omega1; omega2];
u = [u1; u2];
m = 1;
l = 1;
g = 9.8;
k = 1;
c = 0.2;
A = [0 0 1 0; 0 0 0 1; (k/m) -(k/m) -(c/m) (c/m); -(k/m) (k/m) (c/m) -(c/m)];
B = [0 0; 0 0; 1/m 0; 0 1/m];
C = [0 0 0 0; 0 0 0 0; 0 0 -1/m 0; 0 0 0 -1/m];
%求解A的李导数
syms t
A_sym = sym(A);
B_sym = sym(B);
C_sym = sym(C);
dA = [A_sym, B_sym] * C_sym;
%将A的李导数加入原状态方程
dx_dt = A * x + B * u + dA * x;
%使用ode45函数求解状态方程
tspan = [0 10];
x0 = [0; 0; 0; 0];
[t, x] = ode45(@(t, x) double(subs(dx_dt)), tspan, x0);
%根据结果设计输出控制器
u1 = k * (x(:,1) - x(:,2)) - c * (x(:,3) - x(:,4));
u2 = -u1;
```
需要注意的是,这只是一个简单的示例,实际的弹簧阻尼双足机器人控制器可能更加复杂,需要更多的状态变量和更复杂的状态方程。此外,还需要根据具体的物理系统进行参数调整。
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