双足机器人周期行走根据转换条件实现双支撑阶段转换成单支撑阶段再转换为瞬间碰撞的ode45 MATLAB程序
时间: 2024-02-05 17:12:40 浏览: 36
双足机器人周期行走的ODE45 MATLAB程序需要涉及到动力学方程、转换条件和控制策略。下面给出一个简单的程序框架,供参考:
```matlab
function [t, q, dq] = bipedal_walking()
% 初始条件
q0 = [q1_0; q2_0; ...; qn_0];
dq0 = [dq1_0; dq2_0; ...; dqn_0];
y0 = [q0; dq0];
% 时间区间
tspan = [t0, tf];
% ODE45求解器选项
options = odeset('Events', @event_func);
% 求解ODE45
[t, y] = ode45(@dynamics_func, tspan, y0, options);
% 分离状态变量和其导数
q = y(:, 1:n);
dq = y(:, n+1:end);
% 动力学方程
function dydt = dynamics_func(t, y)
% 状态变量和其导数
q = y(1:n);
dq = y(n+1:end);
% 非线性方程组求解器(例如Newton-Raphson法)
f = @(x) nonlin_eqs(x, q, dq);
[ddq, ~] = fsolve(f, ddq_guess);
% 重心位置
com = com_func(q, dq);
% 控制策略
u = control_func(q, dq, ddq, com);
% 动力学方程
M = mass_mat(q);
C = cori_forc(q, dq);
G = grav_forc(q);
B = [b1; b2; ...; bn];
tau = M*ddq + C*dq + G + B*u;
% 状态变量和其导数
dydt = [dq; ddq];
end
% 转换条件
function [value, isterminal, direction] = event_func(t, y)
% 状态变量和其导数
q = y(1:n);
dq = y(n+1:end);
% 判断是否需要转换支撑腿
value = event_func(q, dq);
% 事件是否终止
isterminal = true;
% 事件方向(从支撑腿变为摆动腿或相反)
direction = -1;
end
end
```
其中,`dynamics_func`为动力学方程,`event_func`为转换条件,`nonlin_eqs`为非线性方程组求解器,`mass_mat`为质量矩阵,`cori_forc`为惯性力和科里奥利力,`grav_forc`为重力,`control_func`为控制策略,`com_func`为重心位置计算函数。这些函数需要根据具体的双足机器人模型进行编写。在转换条件满足后,需要根据转换类型(单支撑阶段还是双支撑阶段)进行状态变量的更新和控制策略的调整。
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