利用pyside2获取滑条的数据用于模拟倒立摆的底盘小车,并在界面上显示倒立摆
时间: 2024-05-15 07:16:05 浏览: 99
以下是一个简单的例子,展示如何利用PySide2获取滑条数据并模拟倒立摆的底盘小车:
```python
import sys
from PySide2.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QSlider, QLabel
from PySide2.QtCore import Qt, QTimer
class InvertedPendulum(QMainWindow):
def __init__(self):
super().__init__()
self.setWindowTitle("Inverted Pendulum")
self.setGeometry(100, 100, 500, 500)
# 创建滑条
self.slider = QSlider(Qt.Horizontal, self)
self.slider.setGeometry(50, 50, 400, 30)
self.slider.setMinimum(0)
self.slider.setMaximum(100)
self.slider.setTickInterval(10)
self.slider.valueChanged.connect(self.update_cart_position)
# 创建标签
self.label = QLabel(self)
self.label.setGeometry(50, 100, 400, 30)
self.label.setAlignment(Qt.AlignCenter)
# 初始化状态变量
self.cart_position = 0
self.cart_velocity = 0
self.pole_angle = 0
self.pole_angular_velocity = 0
# 创建定时器,每隔一段时间更新状态并重新绘制界面
self.timer = QTimer(self)
self.timer.timeout.connect(self.update_state)
self.timer.start(50)
def update_cart_position(self, value):
self.cart_position = (value - 50) / 10.0
def update_state(self):
# 计算新的状态变量
gravity = 9.8
mass_cart = 1.0
mass_pole = 0.1
length = 0.5
total_mass = mass_cart + mass_pole
pole_mass_length = mass_pole * length
temp = gravity * pole_mass_length / total_mass
theta = self.pole_angle
theta_dot = self.pole_angular_velocity
x_dot = self.cart_velocity
costheta = math.cos(theta)
sintheta = math.sin(theta)
fi = (pole_mass_length * theta_dot ** 2 * sintheta + temp * sintheta * costheta) / total_mass
acceleration = (temp * costheta * sintheta - pole_mass_length * theta_dot ** 2 * sintheta * costheta - self.cart_position) / total_mass
# 更新状态变量
self.cart_position += 0.05 * self.cart_velocity
self.cart_velocity += 0.05 * acceleration
self.pole_angle += 0.05 * self.pole_angular_velocity
self.pole_angular_velocity += 0.05 * fi
# 更新界面
self.update()
def paintEvent(self, event):
# 绘制底盘和杆子
painter = QtGui.QPainter(self)
painter.setRenderHint(QtGui.QPainter.Antialiasing)
# 绘制底盘
cart_width = 50
cart_height = 30
cart_x = self.cart_position * 10.0 + 250 - cart_width / 2
cart_y = 400 - cart_height / 2
painter.fillRect(cart_x, cart_y, cart_width, cart_height, QtGui.QColor(0, 0, 0))
# 绘制杆子
pole_length = 150
pole_x1 = self.cart_position * 10.0 + 250
pole_y1 = cart_y - cart_height / 2
pole_x2 = pole_x1 + pole_length * math.sin(self.pole_angle)
pole_y2 = pole_y1 - pole_length * math.cos(self.pole_angle)
painter.drawLine(pole_x1, pole_y1, pole_x2, pole_y2)
def update_label(self):
self.label.setText("Cart Position: {:.2f}\nCart Velocity: {:.2f}\nPole Angle: {:.2f}\nPole Angular Velocity: {:.2f}".format(self.cart_position, self.cart_velocity, self.pole_angle, self.pole_angular_velocity))
if __name__ == "__main__":
app = QApplication(sys.argv)
window = InvertedPendulum()
window.show()
sys.exit(app.exec_())
```
在这个例子中,我们使用QSlider创建了一个水平滑条,并将其连接到了一个槽函数。每当滑条的值改变时,我们将通过槽函数更新底盘小车的位置。然后,我们使用QTimer创建了一个定时器,每隔50毫秒更新一次系统状态并重新绘制界面。在update_state函数中,我们使用倒立摆的运动方程计算出新的状态变量。最后,在paintEvent函数中,我们使用QPainter绘制底盘和杆子。
这只是一个简单的例子,实际上,倒立摆的模拟涉及到很多复杂的物理计算和控制算法。但是,通过这个例子,你可以了解如何利用PySide2创建界面,并与滑条交互实现简单的交互式倒立摆模拟。
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