请使用VideoWriter之类的函数绘制出单摆小球的模拟实物动图
时间: 2023-12-10 15:06:01 浏览: 27
好的,为了绘制出单摆小球的模拟实物动图,我们可以使用MATLAB的VideoWriter函数来创建一个视频对象,并将每个时间步的小球位置保存为一个图像帧,最后将所有图像帧合成为一个视频。下面是一个基于之前代码的单摆小球控制系统动态模拟的MATLAB代码:
```
% 定义常数
m = 1; % 小球质量
L = 1; % 杆长
g = 9.81; % 重力加速度
theta0 = pi/6; % 初始角度
omega0 = 0; % 初始角速度
tau = 0.01; % 外部作用力矩
% 定义PID控制器参数
Kp = 20; % 比例系数
Ki = 0.1; % 积分系数
Kd = 10; % 微分系数
% 定义控制时间范围和初始状态
tspan = [0, 10];
y0 = [theta0, omega0];
% 创建一个视频对象
v = VideoWriter('pendulum.avi');
open(v);
% 用ode45函数求解动力学方程的数值解,并将每个时间步的小球位置保存为一个图像帧
figure
for t = 0:0.05:10
[tspan, y] = ode45(@(t, y) pendulumControl(t, y, m, L, g, Kp, Ki, Kd, tau), [0,t], y0);
y0 = y(end, :);
plot(L*sin(y(:,1)), -L*cos(y(:,1)), 'o', 'MarkerSize', 20, 'MarkerFaceColor', 'r');
axis([-L L -2*L 0]);
xlabel('x (m)')
ylabel('y (m)')
title('Pendulum Simulation')
frame = getframe(gcf);
writeVideo(v,frame);
end
% 关闭视频对象
close(v);
% 定义动力学方程
function dydt = pendulumControl(t, y, m, L, g, Kp, Ki, Kd, tau)
% 计算PID控制器输出
theta_desired = pi/6;
e = theta_desired - y(1);
de = -y(2);
u = Kp*e + Ki*trapz(e) + Kd*de;
% 计算动力学方程右侧的值
dydt = zeros(2,1);
dydt(1) = y(2);
dydt(2) = (tau + u - m*g*L*sin(y(1))) / (m*L^2);
end
```
在这个代码中,我们使用for循环来模拟小球的运动,并将每一帧的图像保存为视频帧。最后,我们使用VideoWriter函数将所有视频帧合成为一个视频文件,并保存在当前MATLAB工作目录中。