ode45求解变刚度阻尼双足机器人动力学方程,求某个参数对所有变量求偏导MATLA

时间: 2023-06-24 21:08:04 浏览: 54
下面是MATLAB的代码: ```matlab function [dydx]=ode45_dynamics(x,y,m,lc,g,I,beta) % x: independent variable (time) % y: dependent variables (state variables) % m: mass of each leg segment % lc: length of each leg segment % g: gravitational acceleration % I: moment of inertia of each leg segment % beta: stiffness and damping parameters % Extract state variables q1=y(1); q2=y(2); dq1=y(3); dq2=y(4); % Compute mass matrix M11=(m(1)+m(2))*lc(1)^2+m(2)*lc(2)^2+I(1)+I(2)+2*m(2)*lc(1)*lc(2)*cos(q2); M12=m(2)*lc(2)^2+I(2)+m(2)*lc(1)*lc(2)*cos(q2); M21=M12; M22=m(2)*lc(2)^2+I(2); % Compute Coriolis and centrifugal terms C1=-m(2)*lc(1)*lc(2)*(2*dq1*dq2+dq2^2)*sin(q2); C2=m(2)*lc(1)*lc(2)*dq1^2*sin(q2); C=[C1; C2]; % Compute gravity term G=[-(m(1)+m(2))*g*lc(1)*sin(q1)-m(2)*g*lc(2)*sin(q1+q2); -m(2)*g*lc(2)*sin(q1+q2)]; % Compute stiffness and damping terms K=[-beta(1) 0; 0 -beta(2)]; B=[-beta(3) 0; 0 -beta(4)]; % Compute state derivatives dydx=zeros(4,1); dydx(1)=dq1; dydx(2)=dq2; dydx(3:4)=inv([M11 M12; M21 M22])*(-[C; G]+K*[q1;q2]+B*[dq1;dq2]); % Compute partial derivatives dM11dq1=-2*m(2)*lc(1)*lc(2)*sin(q2)*dq2; dM11dq2=-m(2)*lc(1)*lc(2)*sin(q2)*dq1; dM12dq1=m(2)*lc(1)*lc(2)*sin(q2)*dq2; dM12dq2=m(2)*lc(2)*sin(q2)*dq1; dM21dq1=dM12dq1; dM21dq2=dM12dq2; dM22dq1=0; dM22dq2=0; dC1dq1=-m(2)*lc(1)*lc(2)*dq2^2*cos(q2); dC1dq2=-m(2)*lc(1)*lc(2)*(2*dq1+dq2)*cos(q2); dC2dq1=m(2)*lc(1)*lc(2)*dq1*cos(q2); dC2dq2=0; dG1dq1=-(m(1)+m(2))*g*lc(1)*cos(q1)-m(2)*g*lc(2)*cos(q1+q2); dG1dq2=-m(2)*g*lc(2)*cos(q1+q2); dG2dq1=0; dG2dq2=-m(2)*g*lc(2)*cos(q1+q2); dKdq1=[-1 0; 0 0]; dKdq2=[0 0; 0 -1]; dBdq1=[0 0; 0 0]; dBdq2=[0 0; 0 0]; dFdq1=inv([M11 M12; M21 M22])*(-[dC1dq1 dC1dq2; dC2dq1 dC2dq2]+dKdq1*[q1;q2]+dBdq1*[dq1;dq2]); dFdq2=inv([M11 M12; M21 M22])*(-[dC1dq1 dC1dq2; dC2dq1 dC2dq2]+dKdq2*[q1;q2]+dBdq2*[dq1;dq2]); dfdx=[0 0 1 0; 0 0 0 1; dFdq1(1) dFdq2(1) 0 0; dFdq1(2) dFdq2(2) 0 0]; ``` 其中,输入参数为: - `x`:独立变量(时间); - `y`:依赖变量(状态变量),其中 `y(1)` 和 `y(2)` 分别表示两条腿的关节角度,`y(3)` 和 `y(4)` 分别表示两条腿的关节角速度; - `m`:每个腿段的质量; - `lc`:每个腿段的长度; - `g`:重力加速度; - `I`:每个腿段的转动惯量; - `beta`:刚度和阻尼参数。 其中,`dydx` 表示状态变量的导数,`dfdx` 表示状态变量导数对参数的偏导数。

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