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 14:06:50 浏览: 111
matlab开发-双弹簧阻尼系统
弹簧阻尼双足机器人周期行走单支撑阶段、双支撑阶段涉及到多个变量和方程,因此需要进行ODE(Ordinary Differential Equation)求解。在Matlab中,可以使用ode45函数求解。
首先,需要确定需要求解的变量和方程,例如机器人的状态量包括身体的姿态、速度,腿的位置和速度等。假设这些变量分别为x1, x2, x3, x4, x5, x6, x7, x8,对应的方程为f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8。
在单支撑和双支撑阶段,机器人的状态量和方程不尽相同,因此需要分别进行ODE求解。
单支撑阶段的ODE求解示例代码如下:
```matlab
% 定义参数
m = 70; % 机器人质量
g = 9.8; % 重力加速度
l = 0.5; % 腿长
k = 1000; % 弹簧刚度
c = 100; % 阻尼系数
% 定义ODE函数
function dx = single_support_ode(t, x)
% x(1): 身体倾角
% x(2): 身体角速度
% x(3): 腿长
% x(4): 腿角度
% x(5): 腿角速度
% x(6): 身体质心位置
% x(7): 身体质心速度
% x(8): 腿质心位置
% x(9): 腿质心速度
dx = zeros(9, 1);
dx(1) = x(2);
dx(2) = -g/l*sin(x(1)) - k/m*x(6) - c/m*x(7);
dx(3) = x(5);
dx(4) = x(5);
dx(5) = -k/l*x(8) - c/l*x(9);
dx(6) = x(7);
dx(7) = -k/m*x(6) - c/m*x(7);
dx(8) = x(9);
dx(9) = k/(2*l)*x(3) - k/(2*l)*x(8) + c/(2*l)*x(4) - c/(2*l)*x(9);
end
% 定义初值条件
tspan = [0, 1]; % 时间区间
x0 = [0, 0, l, 0, 0, 0, 0, 0, 0]; % 初值条件
% 求解ODE
[t, x] = ode45(@single_support_ode, tspan, x0);
```
双支撑阶段的ODE求解示例代码如下:
```matlab
% 定义参数
m = 70; % 机器人质量
g = 9.8; % 重力加速度
l = 0.5; % 腿长
k = 1000; % 弹簧刚度
c = 100; % 阻尼系数
% 定义ODE函数
function dx = double_support_ode(t, x)
% x(1): 身体倾角
% x(2): 身体角速度
% x(3): 腿1长度
% x(4): 腿1角度
% x(5): 腿1角速度
% x(6): 腿2长度
% x(7): 腿2角度
% x(8): 腿2角速度
% x(9): 身体质心位置
% x(10): 身体质心速度
% x(11): 腿1质心位置
% x(12): 腿1质心速度
% x(13): 腿2质心位置
% x(14): 腿2质心速度
dx = zeros(14, 1);
dx(1) = x(2);
dx(2) = -g/l*sin(x(1)) - (k/m)*(x(9)-x(11)-l/2) - (c/m)*(x(10)-x(12));
dx(3) = x(5);
dx(4) = x(5);
dx(5) = -k/l*x(11) - c/l*x(12);
dx(6) = x(8);
dx(7) = x(8);
dx(8) = -k/l*x(13) - c/l*x(14);
dx(9) = x(10);
dx(10) = -(k/m)*(x(9)-x(11)-l/2) - (c/m)*(x(10)-x(12)) - (k/m)*(x(9)-x(13)+l/2) - (c/m)*(x(10)-x(14));
dx(11) = x(12);
dx(12) = (k/(2*l))*(x(3)+x(6)-2*l) - (k/l)*x(11) - (c/l)*x(12);
dx(13) = x(14);
dx(14) = (k/(2*l))*(x(3)+x(6)-2*l) - (k/l)*x(13) - (c/l)*x(14);
end
% 定义初值条件
tspan = [0, 1]; % 时间区间
x0 = [0, 0, l, 0, 0, l, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]; % 初值条件
% 求解ODE
[t, x] = ode45(@double_support_ode, tspan, x0);
```
以上代码仅为示例,具体的ODE函数和初值条件需要根据实际情况进行调整。
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