NMPC轨迹跟踪C代码

时间: 2023-08-06 20:18:28 浏览: 52
以下是一个简单的NMPC圆轨迹跟踪的C代码示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #include <acado_toolkit.h> #define N 10 // 控制周期 #define T 0.1 // 控制周期时间间隔 int main() { // 初始化 real_t r = 1; // 圆半径 double x0[3] = {0, 0, 0}; // 初始状态 double x[3] = {0, 0, 0}; // 记录状态历史 double u[2][N] = {0}; // 记录控制历史 // 设置系统模型 DifferentialEquation f(0.0, T); DMatrix Q(3, 3), R(2, 2); Q.setIdentity(); R.setIdentity(); VariablesGrid states(3, N+1), controls(2, N); for (int i = 0; i <= N; i++) { states(0,i) = x0[0]; states(1,i) = x0[1]; states(2,i) = x0[2]; } // 循环控制 for (int i = 0; i < N; i++) { // 计算当前状态下期望的圆心位置 double theta = x[2]; double xc = r*cos(theta); double yc = r*sin(theta); // 计算当前状态下期望的圆心速度 DMatrix J(2, 3); J(0,0) = -r*sin(theta); J(0,1) = cos(theta); J(1,0) = r*cos(theta); J(1,1) = sin(theta); DVector xc_dot = J*states.getVector(i); // 使用NMPC求解最优控制 for (int j = 0; j < 2; j++) { controls(j,i) = 0.0; } OptimizationAlgorithm nmpc(N); nmpc.set( DISCRETIZATION_TYPE, SINGLE_SHOOTING ); nmpc.set( HESSIAN_APPROXIMATION, EXACT_HESSIAN ); nmpc.set( MAX_NUM_ITERATIONS, 1 ); nmpc.set( PRINTLEVEL, LOW ); nmpc.set( KKT_TOLERANCE, 1e-2 ); nmpc.set( INTEGRATOR_TYPE, INT_RK45 ); nmpc.set( QP_SOLVER, QP_QPOASES ); nmpc.set( QP_SOLVER_ITERATIONS, 50 ); Function h; h << states(0,i) - xc; h << states(1,i) - yc; h << states(2,i) - xc_dot(1)/xc - xc_dot(0)/yc; nmpc.set( CONSTRAINT, h ); Function phi; phi << states(0,i+1) - (states(0,i) + T*f(states(0,i), states(1,i), states(2,i), controls(0,i), controls(1,i))(0)); phi << states(1,i+1) - (states(1,i) + T*f(states(0,i), states(1,i), states(2,i), controls(0,i), controls(1,i))(1)); phi << states(2,i+1) - (states(2,i) + T*f(states(0,i), states(1,i), states(2,i), controls(0,i), controls(1,i))(2)); nmpc.set( OBJECTIVE, phi ); nmpc.init( 0.0, states, controls ); nmpc.solve(); // 记录控制历史 for (int j = 0; j < 2; j++) { u[j][i] = controls(j,i); } // 模拟下一步状态 x[0] = states(0,i+1); x[1] = states(1,i+1); x[2] = states(2,i+1); } // 绘制轨迹 FILE *fp = fopen("trajectory.dat", "w"); for (int i = 0; i <= N; i++) { double theta = x0[2] + i*T*u[1][i]; double xc = r*cos(theta); double yc = r*sin(theta); fprintf(fp, "%f %f\n", x[i][0], x[i][1]); fprintf(fp, "%f %f\n", xc, yc); fprintf(fp, "\n"); } fclose(fp); return 0; } ``` 其中,`f`为系统模型,`Q`和`R`为控制代价函数的权重矩阵,`states`和`controls`为状态和控制量的变量网格,`h`为非线性约束函数,`phi`为控制代价函数。这些变量需要根据具体的系统模型和控制目标进行设置。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

grpcio-1.47.0-cp310-cp310-linux_armv7l.whl

Python库是一组预先编写的代码模块,旨在帮助开发者实现特定的编程任务,无需从零开始编写代码。这些库可以包括各种功能,如数学运算、文件操作、数据分析和网络编程等。Python社区提供了大量的第三方库,如NumPy、Pandas和Requests,极大地丰富了Python的应用领域,从数据科学到Web开发。Python库的丰富性是Python成为最受欢迎的编程语言之一的关键原因之一。这些库不仅为初学者提供了快速入门的途径,而且为经验丰富的开发者提供了强大的工具,以高效率、高质量地完成复杂任务。例如,Matplotlib和Seaborn库在数据可视化领域内非常受欢迎,它们提供了广泛的工具和技术,可以创建高度定制化的图表和图形,帮助数据科学家和分析师在数据探索和结果展示中更有效地传达信息。
recommend-type

小程序项目源码-美容预约小程序.zip

小程序项目源码-美容预约小程序小程序项目源码-美容预约小程序小程序项目源码-美容预约小程序小程序项目源码-美容预约小程序小程序项目源码-美容预约小程序小程序项目源码-美容预约小程序小程序项目源码-美容预约小程序小程序项目源码-美容预约小程序v
recommend-type

MobaXterm 工具

MobaXterm 工具
recommend-type

grpcio-1.48.0-cp37-cp37m-linux_armv7l.whl

Python库是一组预先编写的代码模块,旨在帮助开发者实现特定的编程任务,无需从零开始编写代码。这些库可以包括各种功能,如数学运算、文件操作、数据分析和网络编程等。Python社区提供了大量的第三方库,如NumPy、Pandas和Requests,极大地丰富了Python的应用领域,从数据科学到Web开发。Python库的丰富性是Python成为最受欢迎的编程语言之一的关键原因之一。这些库不仅为初学者提供了快速入门的途径,而且为经验丰富的开发者提供了强大的工具,以高效率、高质量地完成复杂任务。例如,Matplotlib和Seaborn库在数据可视化领域内非常受欢迎,它们提供了广泛的工具和技术,可以创建高度定制化的图表和图形,帮助数据科学家和分析师在数据探索和结果展示中更有效地传达信息。
recommend-type

扁平风格PPT可修改ppt下载(11).zip

扁平风格PPT可修改ppt下载(11).zip
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

MATLAB取整函数与Web开发的作用:round、fix、floor、ceil在Web开发中的应用

![MATLAB取整函数与Web开发的作用:round、fix、floor、ceil在Web开发中的应用](https://img-blog.csdnimg.cn/2020050917173284.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2thbmdqaWVsZWFybmluZw==,size_16,color_FFFFFF,t_70) # 1. MATLAB取整函数概述** MATLAB取整函数是一组强大的工具,用于对数值进行
recommend-type

我想做python的算法工程师,我应该学什么?学习的顺序是什么?网上有什么推荐的免费课程吗?回答具体精确一点不要太笼统

对于想要成为 Python 算法工程师的人来说,他们应该先从掌握 Python 的基础语法开始,然后学习数据结构和算法,并且要深入了解 Python 中的一些科学计算和数据处理库,比如 NumPy、Pandas 等。 学习的顺序可以是先学习基础语法和编程技巧,然后再学习数据结构和算法相关的知识,最后深入了解数据处理和科学计算相关的库。 对于免费课程的推荐,我建议你可以先去 Coursera、edX、Udacity 等网站上寻找相关课程,这些网站上有很多优质的 Python 编程和算法课程,你可以根据自己的需求和学习进度进行选择。此外,还可以考虑一些在线编程网站,如 HackerRank、L
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。