对上面的程序进行优化,并将绘图程序改为输出姿态角误差随时间变化的曲线
时间: 2024-02-19 18:02:28 浏览: 20
以下是对上面的程序进行优化,并将绘图程序改为输出姿态角误差随时间变化的曲线的 MATLAB 程序示例:
```matlab
% 圆锥运动参数
half_cone_angle = 10;
frequency = 2;
% 初始化四元数和时间步长
q = [1 0 0 0]; % 四元数初始值为 [1 0 0 0],表示初始姿态为单位姿态
dt = 1/frequency;
% 计算圆锥运动轨迹的角速度和角加速度
omega = [0 deg2rad(half_cone_angle) 0]; % 绕 y 轴旋转的角速度
alpha = [-omega(2)*omega(3) omega(1)*omega(3) -omega(1)*omega(2)]; % 绕 y 轴旋转的角加速度
% 初始化姿态角误差和时间序列
angle_errors = zeros(3, length(0:dt:10/frequency));
times = 0:dt:10/frequency;
% 使用四元数四阶龙格库塔法计算姿态角
for i = 1:length(times)
% 计算四元数的导数
qdot = 0.5 * [0 -omega(1) -omega(2) -omega(3); ...
omega(1) 0 omega(3) -omega(2); ...
omega(2) -omega(3) 0 omega(1); ...
omega(3) omega(2) -omega(1) 0] * q';
% 计算四元数的龙格库塔法系数
k1 = qdot';
k2 = (q + 0.5 * dt * k1)';
k3 = (q + 0.5 * dt * k2)';
k4 = (q + dt * k3)';
% 使用四元数四阶龙格库塔法更新四元数
q = (q + (1/6) * dt * (k1 + 2*k2 + 2*k3 + k4)) / norm(q + (1/6) * dt * (k1 + 2*k2 + 2*k3 + k4));
% 计算姿态角误差
error = quat2eul(q') - [0 deg2rad(half_cone_angle) 0];
angle_errors(:, i) = error';
end
% 绘制姿态角误差随时间变化的曲线
plot(times, rad2deg(angle_errors'));
legend('Roll Error', 'Pitch Error', 'Yaw Error');
xlabel('Time (s)');
ylabel('Angle Error (deg)');
title('Attitude Estimation Error using Quaternions and RK4 Method');
```
在这个程序中,我们对原始程序进行了一些优化,包括使用向量化计算、将一些计算转换为常量等。我们还计算了姿态角误差,并将绘图程序改为输出姿态角误差随时间变化的曲线。