变推力火箭姿态控制程序
时间: 2024-02-29 12:51:17 浏览: 36
以下是一个变推力火箭姿态控制程序代码示例,用于控制火箭在指定的姿态下飞行:
```python
import time
import math
# 初始化火箭参数
pitch = 0
yaw = 0
roll = 0
angular_velocity = [0, 0, 0]
angular_acceleration = [0, 0, 0]
thrust = 0.0
fuel = 1000
# 定义目标姿态
target_pitch = 0
target_yaw = 0
target_roll = 0
# 设置控制参数
max_thrust = 100.0
min_thrust = 0.0
thrust_step = 1.0
# 设置 PID 控制器参数
kp = 0.1
ki = 0.01
kd = 0.01
integral_error = [0, 0, 0]
last_error = [0, 0, 0]
# 循环控制火箭飞行
while True:
# 测量当前姿态和角速度
pitch, yaw, roll = measure_attitude()
angular_velocity = measure_angular_velocity()
# 计算误差
pitch_error = target_pitch - pitch
yaw_error = target_yaw - yaw
roll_error = target_roll - roll
# 计算 PID 控制器输出
pitch_output = kp * pitch_error + ki * integral_error[0] + kd * (pitch_error - last_error[0])
yaw_output = kp * yaw_error + ki * integral_error[1] + kd * (yaw_error - last_error[1])
roll_output = kp * roll_error + ki * integral_error[2] + kd * (roll_error - last_error[2])
# 计算加速度和推力
angular_acceleration = [pitch_output, yaw_output, roll_output]
thrust = max(min_thrust + math.sqrt(sum([i ** 2 for i in angular_acceleration])) * 100, 0)
thrust = min(thrust, max_thrust)
# 更新燃料量
fuel = update_fuel(thrust, fuel)
# 控制火箭发动机推力
control_engine(thrust)
# 打印当前状态
print("Pitch: ", pitch, " Yaw: ", yaw, " Roll: ", roll, " Thrust: ", thrust, " Fuel: ", fuel)
# 更新 PID 控制器参数
integral_error = [integral_error[i] + pitch_error if i == 0 else integral_error[i] + yaw_error if i == 1 else integral_error[i] + roll_error for i in range(3)]
last_error = [pitch_error, yaw_error, roll_error]
# 等待一定时间
time.sleep(1)
```
该程序包括了火箭参数的初始化、目标姿态的设定、PID 控制器参数的设置以及循环控制火箭飞行的代码。在每个循环中,程序会测量当前的姿态和角速度,并计算误差。然后根据 PID 控制器输出计算加速度和推力,并更新燃料量。最后控制火箭发动机的推力,等待一定时间后进入下一个循环。通过不断地调整推力和姿态,使火箭逐渐达到目标姿态,从而实现火箭姿态控制。
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