NMPC圆形轨迹跟踪C代码
时间: 2023-08-06 11:20:32 浏览: 50
以下是一个简单的NMPC控制器的C代码示例,用于实现圆形轨迹跟踪:
```c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <cvxgen/solver.h>
#define N 10 // 控制时域长度
#define NX 4 // 状态向量维度
#define NU 2 // 控制输入向量维度
#define PI 3.14159265358979323846
int main()
{
// 状态量和控制量的上下限
double x_lb[NX] = {-10.0, -10.0, -PI, -10.0};
double x_ub[NX] = {10.0, 10.0, PI, 10.0};
double u_lb[NU] = {-10.0, -10.0};
double u_ub[NU] = {10.0, 10.0};
// 初始化状态量
double x[NX] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0};
// 初始化控制器
Variables vars;
Workspace work;
Settings settings;
double cost;
set_defaults();
setup_indexing();
settings.verbose = 1;
settings.max_iters = 10;
for (int i = 0; i < 100; i++) // 控制循环
{
// 计算参考轨迹
double xr = 5.0 * cos(0.1 * i);
double yr = 5.0 * sin(0.1 * i);
double thetar = atan2(yr - x[1], xr - x[0]);
double vr = 1.0;
// 设置控制器输入
double u[NU] = {0.0, 0.0};
double* vars_u = vars.u;
double* vars_x = vars.x;
for (int j = 0; j < NU; j++)
{
vars_u[j] = u[j];
}
// 设置状态量
for (int j = 0; j < NX; j++)
{
vars_x[j] = x[j];
}
// 设置参考轨迹
vars.xr[0] = xr;
vars.xr[1] = yr;
vars.xr[2] = thetar;
vars.xr[3] = vr;
// 调用控制器求解器
int exitflag = solve(&vars, &work, &settings, &cost);
if (exitflag != 0)
{
printf("Error: Solver exited with code %d.\n", exitflag);
break;
}
// 更新状态量
for (int j = 0; j < NU; j++)
{
u[j] = vars.u[j];
x[j] += u[j];
}
// 输出结果
printf("x = %f, y = %f, theta = %f, v = %f\n", x[0], x[1], x[2], x[3]);
printf("u = %f, %f\n", u[0], u[1]);
}
return 0;
}
```
需要注意的是,上述代码中的 `cvxgen/solver.h` 文件需要通过 `CVXGEN` 工具生成,具体生成方法可以参考 `CVXGEN` 的官方文档。此外,上述代码中的轨迹跟踪问题是基于单轮差速机器人的,如果要实现其他类型的机器人的轨迹跟踪控制,需要相应地修改状态向量和系统动力学模型。
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