麦克纳姆轮小车simulink控制

### 使用Simulink实现麦克纳姆轮小车控制

#### 控制系统的构建
在设计麦克纳姆轮小车控制系统时，通常会采用模块化的方式进行建模。对于单个麦克纳姆轮而言，其控制回路涉及多个组件之间的协调工作[^1]。

% 定义系统参数
J = 0.01; % 转动惯量 (kg*m^2)
b = 0.1;  % 阻尼系数 (Nms/rad)

% 创建Simscape Multibody模型文件
ssc_new('mcn_wheel')

#### 嵌入式代码生成与硬件接口
针对具体硬件平台如STM32F103RET6芯片的应用场景下，可以通过Simulink自动生成适用于目标MCU的C/C++源码，并配置定时器TIM3的相关GPIO引脚(PA6, PA7, PB0, PB1)，用于PWM信号输出以驱动电机运转[^2]。

// STM32 HAL库初始化函数调用
HAL_Init();
__HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();

// 设置PWM模式并使能通道
TIM_OCInitStruct.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
TIM_OCInitStruct.Pulse   = 0xFFFF >> 4;

for(int i=0;i<4;++i){
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3,i+1,TIM_OCInitStruct.Pulse);
}

#### 运动学分析与控制器设计
考虑到麦克纳姆轮的独特属性——即能够在不旋转车身的情况下沿任意方向移动以及绕垂直轴转动的能力，因此需要特别注意运动学公式的推导及其对应于实际控制输入的关系转换过程[^3]。

\right)/R\\&y'&=&-\sum_{i=1}^{4}(v_isin(\theta+\alpha_i))/R \\ & \omega &=& \frac{\sum_{i=1}^{4}}{(r/R)}(v_itg(\beta))\end{align*})

其中\( v_i \)代表第 \( i \) 个轮的速度分量；\( R \), \( r \)分别是大圆半径和小滚珠直径；而角度变量则定义了各个方位角的位置关系。

#### 自适应模糊PID调节策略
为了提高路径跟随精度并克服外界干扰因素的影响，引入了一种融合传统比例积分微分运算规律同隶属度函数调整机制相结合的方法论框架作为核心算法支撑点之一。

fuzzy_pid = pidTuner(sys,'pid',Kp,Ki,Kd,...
                      'Type','pdf',...
                      'InputRange',[umin umax],...
                      'OutputRange',[ymin ymax]);