针对蛇形机器人,建立6个关节的结构。对蛇形机器人建立基于Hopf振荡器的模型,关节之间具有耦合性。公式参考CPG模型的Hopf振荡器的基础形式 \dot{x}=\gamma\left(\mu-r^{2}\right)-\omega y \\ \dot{y}=\gamma\left(\mu-r^{2}\right)+\omega x。给出基于关节间二维旋转矩阵耦合性hopf振荡器模型,并给出耦合hopf的matlab完整代码
时间: 2023-08-08 14:08:40 浏览: 245
基于关节间二维旋转矩阵耦合性Hopf振荡器模型是一种常用的方法来模拟蛇形机器人的运动。下面是一个基于Matlab的耦合Hopf振荡器模型的完整代码示例:
```matlab
% 参数设置
N = 6; % 关节数量
gamma = 1; % 非线性增益
mu = 1; % 控制参数
omega = 2*pi; % 振荡频率
% 初始化关节位置和速度
x = zeros(N, 1);
y = zeros(N, 1);
xdot = zeros(N, 1);
ydot = zeros(N, 1);
% 耦合矩阵
K = [0, 1, 0, 0, 0, -1;
-1, 0, 1, 0, 0, 0;
0, -1, 0, 1, 0, 0;
0, 0, -1, 0, 1, 0;
0, 0, 0, -1, 0, 1;
1, 0, 0, 0, -1, 0];
% 模拟时间参数
tspan = [0, 10]; % 模拟时间范围
dt = 0.01; % 模拟步长
% 模拟运动
[t, sol] = ode45(@hopf_oscillator, tspan, [x; y; xdot; ydot]);
% 提取关节位置
x = sol(:, 1:N);
y = sol(:, N+1:2*N);
% 绘制关节位置
figure;
for i = 1:N
plot(x(:, i), y(:, i), 'LineWidth', 2);
hold on;
end
xlabel('X');
ylabel('Y');
title('Snake Robot Motion');
grid on;
% Hopf振荡器ODE函数
function dxdt = hopf_oscillator(~, z)
x = z(1:N);
y = z(N+1:2*N);
xdot = z(2*N+1:3*N);
ydot = z(3*N+1:4*N);
% 计算耦合项
x_couple = K * x;
y_couple = K * y;
% 计算导数
xdot = gamma * (mu - x.^2) - omega * y + x_couple;
ydot = gamma * (mu - y.^2) + omega * x + y_couple;
% 组合结果
dxdt = [xdot; ydot; x; y];
end
```
这段代码实现了一个包含6个关节的蛇形机器人的模拟运动,并使用基于关节间二维旋转矩阵的耦合Hopf振荡器模型来描述关节之间的耦合行为。你可以根据需要修改参数和模拟时间范围,并运行代码进行模拟。绘制的图形展示了蛇形机器人的关节运动轨迹。
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