动力定位船在无性能约束情况下的轨迹跟踪图代码

以下是动力定位船在无性能约束情况下的轨迹跟踪图的 MATLAB 代码示例：

% 定义目标航迹
x_d = [0:0.1:10];
y_d = sin(x_d);

% 定义控制增益
Kp = 1;
Ki = 0.1;
Kd = 0.2;

% 定义初始状态
x_0 = 0;
y_0 = 0;
theta_0 = 0;

% 定义时间步长和仿真时间
dt = 0.01;
t_end = 10;

% 定义误差积分项和误差微分项
error_sum = 0;
error_prev = 0;

% 初始化状态变量
x = x_0;
y = y_0;
theta = theta_0;

% 初始化控制变量
v = 1;
omega = 0;

% 开始仿真
for t = 0:dt:t_end
    
    % 计算当前误差
    error = (y_d(1) - y)*cos(theta) - (x_d(1) - x)*sin(theta);
    
    % 计算误差积分项和误差微分项
    error_sum = error_sum + error*dt;
    error_diff = (error - error_prev)/dt;
    
    % 计算控制变量
    omega = Kp*error + Ki*error_sum + Kd*error_diff;
    
    % 更新状态变量
    x = x + v*cos(theta)*dt;
    y = y + v*sin(theta)*dt;
    theta = theta + omega*dt;
    
    % 绘制当前状态
    plot(x, y, 'ro');
    hold on;
    plot(x_d, y_d);
    axis([-2 12 -2 2]);
    drawnow;
    
    % 更新目标航迹索引
    if norm([x-x_d(1), y-y_d(1)]) < 0.1
        x_d(1) = [];
        y_d(1) = [];
    end
    
    % 航迹跟踪完成
    if isempty(x_d)
        break;
    end
    
    % 更新误差微分项
    error_prev = error;
    
end

该代码定义了一个目标航迹 `x_d` 和 `y_d`，以及控制增益 `Kp`、`Ki` 和 `Kd`。在每个时间步长内，代码计算当前误差，然后使用 PID 控制器计算控制变量 `omega`。代码更新状态变量 `x`、`y` 和 `theta`，并绘制当前状态。代码还更新目标航迹索引，以便在达到目标点时移动到下一个目标点。最终，当目标航迹完成时，代码退出仿真循环。