用python编写基于pid控制gym的倒立摆的代码

好的，以下是基于PID控制算法的倒立摆控制代码：

import gym
from gym import wrappers
import numpy as np

# 设置PID控制器的参数
kp = 100
ki = 0.1
kd = 10

# 定义PID控制器的类
class PIDController:
    def __init__(self, kp, ki, kd):
        self.kp = kp
        self.ki = ki
        self.kd = kd
        self.last_error = 0
        self.integral = 0
        
    def get_action(self, error):
        # 计算误差的积分和微分
        self.integral += error
        derivative = error - self.last_error
        # 更新上一次的误差
        self.last_error = error
        # 计算PID控制器的输出
        output = self.kp * error + self.ki * self.integral + self.kd * derivative
        # 将输出限制在 [-1, 1] 的范围内
        action = np.clip(output, -1, 1)
        return action

# 创建倒立摆的环境
env = gym.make('Pendulum-v0')
# 包装环境，将视频记录到指定目录下
env = wrappers.Monitor(env, "./video", force=True)

# 初始化PID控制器
pid_controller = PIDController(kp, ki, kd)

# 循环运行环境
for i_episode in range(20):
    observation = env.reset()
    for t in range(200):
        env.render()
        # 获取倒立摆的状态
        theta = np.arctan2(observation[1], observation[0])
        # 计算误差
        error = theta + np.pi
        # 使用PID控制器计算动作
        action = pid_controller.get_action(error)
        # 执行动作并获取环境的返回值
        observation, reward, done, info = env.step([action])
        if done:
            break
env.close()

在上面的代码中，我们创建了一个名为 `PIDController` 的类，用于实现PID控制器的逻辑。在 `get_action` 方法中，我们首先计算误差的积分和微分，然后根据PID公式计算输出，最后将输出限制在 [-1, 1] 的范围内作为动作。

在主程序中，我们首先创建了倒立摆的环境，并将其包装在 `Monitor` 中，用于记录视频。然后，我们初始化PID控制器，并在循环中运行环境。在每个时间步中，我们获取倒立摆的状态，计算误差，并使用PID控制器计算动作。最后，我们执行动作并获取环境的返回值，直到倒立摆倒下为止。

注意：由于倒立摆是一个连续控制问题，因此我们需要将动作限制在 [-1, 1] 的范围内，以避免动作过大或过小导致控制失效。