弹簧阻尼双足机器人周期行走单支撑阶段、双支撑阶段ode45编程matlab
时间: 2023-09-03 22:08:14 浏览: 19
弹簧阻尼双足机器人的周期行走可以分为单支撑阶段和双支撑阶段。在单支撑阶段,只有一只脚与地面接触,而在双支撑阶段,两只脚都与地面接触。
为了模拟机器人的周期行走,可以使用ode45函数进行数值求解。下面是一个简单的示例代码,可以模拟机器人的单支撑阶段和双支撑阶段。
```matlab
function main()
% 初始化机器人参数
g = 9.81; % 重力加速度
m = 75; % 机器人质量
l = 1; % 腿长
k = 5000; % 弹簧劲度系数
c = 100; % 阻尼系数
tspan = [0, 10]; % 时间范围
y0 = [0, 0, pi/4, 0]; % 初始状态
% 求解单支撑阶段
[t, y] = ode45(@(t, y) single_support(t, y, g, m, l, k, c), tspan, y0);
plot(t, y(:, 1), t, y(:, 3));
xlabel('时间');
ylabel('角度');
legend('支撑腿角度', '摆动腿角度');
% 求解双支撑阶段
y0 = [y(end, 1), y(end, 2), y(end, 3) + pi, y(end, 4)];
[t, y] = ode45(@(t, y) double_support(t, y, g, m, l, k, c), tspan, y0);
hold on;
plot(t, y(:, 1), t, y(:, 3));
xlabel('时间');
ylabel('角度');
legend('支撑腿角度', '摆动腿角度');
end
function dydt = single_support(t, y, g, m, l, k, c)
% 计算单支撑阶段的状态方程
dydt = zeros(4, 1);
dydt(1) = y(2);
dydt(2) = (m*g*l*sin(y(3)) - k*(y(1) - l*cos(y(3))) - c*y(2)) / (m*l^2);
dydt(3) = y(4);
dydt(4) = (-m*g*l*cos(y(3)) - k*l*sin(y(3))*(y(1) - l*cos(y(3))) - c*l*cos(y(3))*y(2)) / (m*l^2);
end
function dydt = double_support(t, y, g, m, l, k, c)
% 计算双支撑阶段的状态方程
dydt = zeros(4, 1);
dydt(1) = y(2);
dydt(2) = (-2*k*y(1) - 2*c*y(2)) / (m*l^2);
dydt(3) = y(4);
dydt(4) = (-m*g*l*cos(y(3)) - k*l*sin(y(3))*(y(1) - l*cos(y(3))) - c*l*cos(y(3))*y(2)) / (m*l^2);
end
```
在上面的代码中,`single_support`和`double_support`函数分别计算了单支撑阶段和双支撑阶段的状态方程。`main`函数则先求解单支撑阶段的状态,再以单支撑阶段的末状态为起点,求解双支撑阶段的状态。最后将单支撑阶段和双支撑阶段的状态绘制在图像上。
需要注意的是,上面的代码只是一个简单的示例,还需要根据具体的机器人参数进行调整。此外,可能还需要添加一些控制算法,以保证机器人能够稳定地行走。