已知变刚度阻尼双足机器人动力学方程,求机器人中某变量对机器人所有变量求导MATLA
时间: 2023-06-24 17:07:22 浏览: 101
在MATLAB中,可以使用符号计算工具箱(Symbolic Math Toolbox)来进行符号计算。假设我们已经得到了双足机器人的动力学方程,其中的变量为q、qd、qdd、tau,那么可以按照以下步骤求某个变量对所有变量的导数:
1. 定义符号变量
```matlab
syms q1 q2 q3 qd1 qd2 qd3 qdd1 qdd2 qdd3 tau1 tau2 tau3
```
这里我们假设机器人有3个关节,分别为q1、q2、q3,每个关节的速度和加速度分别为qd1、qd2、qd3和qdd1、qdd2、qdd3,每个关节的扭矩为tau1、tau2、tau3。
2. 定义动力学方程
```matlab
% TODO: 定义动力学方程
```
这里我们不再赘述动力学方程的具体形式,可以根据具体的机器人模型而定。
3. 求某个变量对所有变量的导数
```matlab
dynamics_eq = [dynamics_eq1; dynamics_eq2; dynamics_eq3];
dq = [qd1; qd2; qd3];
ddq = [qdd1; qdd2; qdd3];
tau = [tau1; tau2; tau3];
% 求某个变量对所有变量的导数
% 例如,求关节加速度qdd1对所有变量的导数
ddq_ddq1 = simplify(jacobian(ddq, q1));
ddq_ddq2 = simplify(jacobian(ddq, q2));
ddq_ddq3 = simplify(jacobian(ddq, q3));
ddq_dqd1 = simplify(jacobian(ddq, qd1));
ddq_dqd2 = simplify(jacobian(ddq, qd2));
ddq_dqd3 = simplify(jacobian(ddq, qd3));
ddq_dtau1 = simplify(jacobian(ddq, tau1));
ddq_dtau2 = simplify(jacobian(ddq, tau2));
ddq_dtau3 = simplify(jacobian(ddq, tau3));
```
这里使用了MATLAB中的jacobian函数,可以直接对向量求导数。
最终得到的结果为:
$$
\frac{\partial^2 q_1}{\partial q_1^2},\frac{\partial^2 q_1}{\partial q_2^2},\frac{\partial^2 q_1}{\partial q_3^2},\frac{\partial^2 q_1}{\partial \dot{q}_1^2},\frac{\partial^2 q_1}{\partial \dot{q}_2^2},\frac{\partial^2 q_1}{\partial \dot{q}_3^2},\frac{\partial^2 q_1}{\partial \tau_1},\frac{\partial^2 q_1}{\partial \tau_2},\frac{\partial^2 q_1}{\partial \tau_3}
$$
其中的$q_1$和$q_2$可以替换成其他变量,得到相应的导数。
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