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ode45求解倒立摆模型一致控制问题

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发表于 2020-10-23 13:50 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
%%下面是画图的函数
, ?, f% n+ h. }8 g! D/ hx0=[pi/3;pi/4;-pi/3;-pi/5;( b% d* b; J* I# ~/ h7 u
    0;0;0;0;6 ~/ {6 h1 l* l# q. T8 Q1 H
    0;0;0;0;
5 k! s" b+ K; B    0;0;0;0;
9 ^6 G& o: s8 R, c- l    0;0;0;0;
  h$ l. i) i7 N2 F5 n- z  b4 V    0;0]; %%初始条件6 x* }. m/ _/ l  h
[t,x]=ode45(@example180928,[0:30],x0);%求解微分函数值
+ ~  a% }% D4 m3 E& K' p; f4 Xfigure(1)& Y8 Z& e6 M* {9 b6 k, i* J
plot(t,x(:,1),'-.b' ,t,x(:,2),'-m' ,t,x(:,3),'--g' ,t,x(:,4),':k' ,t,x(:,21),'-.r','LineWidth',2.0);* ]% @5 m" a/ Z& I
%axis([0 20 -2 5]);& ~8 z5 z4 Y5 v- {9 I+ [2 ]" t
set(gca,'FontSize',10,'LineWidth',1.2); set(gcf,'Color','White');
( {  Y9 C# d' K2 i6 l8 `xlabel('Time (seconds)','FontSize',16.0);8 e9 J& f: x! X8 q" C! y6 S. i
legend('x_{1}','x_{2}','x_{3}','x_{4}','x_{0}');- M$ f4 i/ _. Q1 W8 S6 t) d5 A
title('The trajectories of five agents','FontSize',16.0 );3 j( o: F  f7 j
%%%%下面是函数定义的程序# d. s- ?8 f/ \6 ^* T
function [ dx] = example180928( t,x ), K7 A2 f9 a$ K  y
   A=[0 1 0 1;%拓扑
- f) g6 N9 g3 r( W3 a) E2 `/ m      1 0 1 0;" }. d; i' i6 R0 q& ]
      0 1 0 1;
6 g) A$ s2 F" d      1 0 1 0];
# ?0 l$ N% l6 z' @H=diag([sum(A(1,) sum(A(2,) sum(A(3,) sum(A(4,:))]);5 C# z/ \  h% J0 [! J
L=H-A;
% N6 t' B8 |5 p' g3 `: i" jB=diag([1 0 0 0]);4 C/ E: Z9 W: ^' y
%%%实际系统参数
" }( P9 ~/ ~4 U. b" y; cf=zeros(4,1);
, {8 Z' }4 b, W) H$ l" L/ @% Pd=zeros(4,1);
$ s3 t, W) f, w( N: S  q6 P3 sg=zeros(4,1);
: [! J! W4 I/ jfor i=1:4
: \/ [; Z9 o0 j* `  W- Y    li0=1+0.04*i;li1=0.5*li0;mi=0.4*li0;2 V! v& ?& l/ l5 W) V" r6 T
    XIi=(cos(x(i))+li0/li1)^2*li1^2/li0;
+ A0 H! `  A# b5 p0 ~! ^$ h4 y; X    f(i)=li1*sin(x(i))*(1+li1/li0*cos(x(i)))*x(i+4)^2/XIi-9.8*sin(x(i))*(1+cos(x(i)))/XIi;2 K2 @) O/ Q, ~- p% G: K+ d
    g(i)=0.4/(mi*li0*XIi);
, j& a, t3 c4 x1 Y- g! b    d(i)=0.2*i*cos(t);! E; q4 n1 x8 n5 F' i
end  E7 B# @: n7 h# ?8 @
d=[d(1); d(2); d(3); d(4)];- S( w5 D7 y, z# O1 v6 C
f=[f(1); f(2); f(3); f(4)];' i( s; m4 x# E6 z) c
gg=diag([g(1) g(2) g(3) g(4)]);
) l2 u* w: @& }%%%%%%%5%x1变量x,v,参考轨迹7 X+ b9 c0 O& k) c) z! d( ~
q=[x(1) x(2) x(3) x(4)]';%所有智能体的位置
( W! e4 d4 c. Xv=[x(5) x(6) x(7) x(8)]';%所有智能体的速度. l& K5 c. N, r% |
Wf=[x(9) x(10) x(11) x(12)]';%未知动态( f$ J1 X0 o% z  e/ p4 z
k=[x(13) x(14) x(15) x(16)]';%nussbaum* ^1 K$ o9 H1 n! `6 d) H' T$ i* W
alpha=[x(17) x(18) x(19) x(20)]';%未知外部扰动误差9 N' y9 ^, M# i1 k* s( n( V
vd=x(22);' S2 r$ u1 v5 b/ p: \% ^- A+ j
%dvd=x(22);7 B# N, X0 [, d: f9 I& I
%%%%%%%%%%%%%%%%跟踪误差z
( K/ J  ]4 C% lxi=zeros(4,1);( `; W% K$ _+ C; H
for i=1:4  " R1 E0 @" r( s" u
    S=0;
: }5 k2 p# Q0 N    for j=1:4
: S* B: g* j6 K( U6 X        S=A(i,j)*(x(i)-x(j))+S;- H8 _5 s0 C1 s* y$ d4 l8 e$ b6 s7 @
    end3 z2 M) ?7 q- G9 t( t# s
    xi(i)=S+B(i,i)*(x(i)-x(21));5 w  }/ M% W  @  g
end
2 I, ]& l3 O9 d1 }1 W* `xi=[xi(1); xi(2); xi(3); xi(4)];%\xi
! t  u. m$ A, }* r" ^+ X6 R- K$ f# U" c3 }% K
dxi=zeros(4,1);
# L, o6 J* ?" ]4 r. ?- M" h; Gfor i=1:4
, U& j' ^( {, f4 h9 L    T=0;
6 C/ r8 y) I7 Y9 f: R( \; J* ^    for j=1:42 _: h5 \) O  h3 Z$ }1 n
        T=A(i,j)*(x(i+4)-x(j+4))+T;
% n1 a$ w1 m- A# K$ h  x    end0 \+ g+ ?  L! ?
    dxi(i)=S+B(i,i)*(x(i+4)-x(22));1 n8 m5 S# L9 u1 f2 p0 i2 L7 c, w
end- u6 t4 Y" `8 E; W# L
dxi=[dxi(1); dxi(2); dxi(3); dxi(4)];%\dxi
$ r3 w# A; s7 o& ?7 h%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%模糊逻辑系统%%%%%%%%%1 _* }. O* i: y! i: M3 \# K) L2 P
s1=zeros(16,1);: @! n$ W$ }3 U# L7 e- _
for i=1:4# _6 P8 ~5 G& K  ~% ~8 {! q1 H/ ^
    phi1=[exp(-(x(i)-3+1)^2/16);
: z0 [  Z6 n+ l, q1 D/ p          exp(-(x(i)-3+2)^2/16);
# W6 i8 r2 m) Q, i1 ^% L          exp(-(x(i)-3+3)^2/16);5 l& n" L( D4 i1 M' a
          exp(-(x(i)-3+4)^2/16)];
9 Q$ Z" O$ w4 _  h, r; A; Jph1i=phi1/sum(phi1);4 G7 Y* h" c7 m$ Y! ~; H6 l! R2 v
s1(4*(i-1)+1:4*i)=ph1i;
2 b; B1 [2 w, B% bend6 [# {- g* C6 ^1 o5 H
Sf1=s1(1:4);Sf2=s1(5:8);Sf3=s1(9:12);Sf4=s1(13:16); %%\varphi_{i}7 o8 O8 F: R' Y# _4 S" E9 _
Sf=[Sf1 Sf2 Sf3 Sf4];" U1 F" i  T# p+ q0 @
%%%%%%参数,5 A. G# I8 R4 E! b5 Z
Beta=[15 0 0 0 ;
) ]# s# ?4 K5 n7 F        0 15 0 0 ;
; ^- I' N' g, B* r3 ~% B) j/ @        0 0 15 0 ;
# r1 d) j3 b: h; U* |9 W9 j        0 0 0 15];# S0 n$ H8 N0 `
Mu=[1 0 0 0 ;7 w5 P1 x; Y/ Z" a8 _( n1 O0 \/ v
      0 1 0 0 ;
! N" X2 ~7 U2 W  L      0 0 1 0 ;
5 l6 t0 J9 H2 w; Z0 ?* g9 s+ X      0 0 0 1];
: U; L0 E' A# @8 v% x: r" @Rho=[1 0 0 0 ;
* a: x& r: j" e: i, ]      0 1 0 0 ;- Y5 T9 O# O" ]
      0 0 1 0 ;  g7 {, {9 u9 y) R5 @* c
      0 0 0 1];
0 T9 h- [" W; u  ?+ B. b+ l  z=xi+dxi;
$ \$ e, f; R6 H# e  J  z=[z(1);z(2);z(3);z(4)];
  d3 E' B& A5 v6 y0 Y2 R' Z  dWf=Mu*Sf*z;! E, F+ Q4 f$ c& G" X+ y2 i
  bf=Sf*Wf;
/ C) ^- X8 g! [* a+ c; l  theta=exp(-0.05*t);2 L2 b7 W5 u7 J$ o- w1 R+ b
  pi=[z(1)*x(17)/(z(1)^2+theta^2)^0.5;2 l# \7 C. W7 l/ m8 [
    z(2)*x(18)/(z(2)^2+theta^2)^0.5;% I3 h$ [/ m# y2 A( n3 V, T( w
    z(3)*x(19)/(z(3)^2+theta^2)^0.5;
( r) h6 w/ @. n" a1 j- F3 M    z(4)*x(20)/(z(4)^2+theta^2)^0.5];) h1 e' f, S  m1 \- Q
  dalpha=Rho*[z(1)^2/((z(1)^2+theta^2)^0.5);0 [- X0 r/ p3 X$ X  x# F9 A& V
             z(2)^2/((z(2)^2+theta^2)^0.5);* `3 |  n3 T- n' I$ e
             z(3)^2/((z(3)^2+theta^2)^0.5);) m8 z  E. S9 o
             z(4)^2/((z(4)^2+theta^2)^0.5)];
9 `; e7 D' V7 P5 O5 _+ S- C7 ]( Rdk=diag([z(1) z(2) z(3) z(4)])*(Beta*z+bf+pi);# _' w) E# y, Y3 G
Nk1=-exp(0.5*x(13)^2)*(x(13)^2+2)*sin(x(13));Nk2=-exp(0.5*x(14)^2)*(x(14)^2+2)*sin(x(14));7 ^4 f7 X+ l7 Y5 F& Y+ d2 H# u1 n* m
Nk3=-exp(0.5*x(15)^2)*(x(15)^2+2)*sin(x(15));Nk4=-exp(0.5*x(16)^2)*(x(16)^2+2)*sin(x(16));
% V% s/ o7 Z  Z4 i& T& _Nk=diag([Nk1 Nk2 Nk3 Nk4]);
5 i1 T$ @/ c5 u4 Eu=Nk*(Beta*z+bf+pi);9 H; A" d+ Z6 Z3 {. x/ c& I
%%%%%%%%%%%%%%%%%%动态方程的表达式
' S" {# g& G7 m1 r( v* J( Odq=v;* B# @6 {, G# ^3 T0 O
dv=f+gg*u+d;4 H! j) {2 E8 X) l$ A9 K
dxd=vd;%%%leader: ~8 W' p( w( M1 X
dvd=cos(t);0 s, ~" a5 V; s. _! L& B2 t; Q) c0 v0 w
%%%%%%%%%%%%%%%%%%解微分方程
; R$ z! J, W1 e+ o1 Udx=[dq;dv;dWf;dk;dalpha;dxd;dvd];# d- H2 [. ^+ l
x, P+ y( p8 h, B& ~/ t
end* s4 Y' l; X, B( t6 Y2 r* i  u

& H+ z$ P) T0 i) v图像只出坐标轴不显示图像,x的结果到一定时间之后是NAN,不知道要怎么调试参数,求助3 K7 @9 N2 D# H, t! {6 H  |
6 u- N7 D7 l4 m; g( V7 v1 U! H

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发表于 2020-10-23 14:37 | 只看该作者
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发表于 2020-10-23 16:23 | 只看该作者
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