您好,有一个常微分方程,m文件函数不知道如何编写,想请教您一下,看到您是这方面的大师,

2025-05-04 19:19:08
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参考代码:

function zd459187062714272165
l = 0.61/2;
f = 1;
g = 9.81;
m = 0.21;
M = 0.455;
x0 = zeros(4,1);
ode15s(@ode,[0 20],x0)

    function dx = ode(t,x)
        % x1-y, x2-y', x3=theta, x4=theta'
        Q = x(3);
        sQ = sin(Q);
        cQ = cos(Q);
        Dy = x(2);
        D2y = (f/m+l*Q^2*sQ-g*sQ*cQ) / (M/m+sQ^2);
        DQ = x(4);
        D2Q = (-f*cQ/m+(M+m)*g*sQ/m-l*Q^2*sQ*cQ) / (l*(M/m+sQ^2));
        dx = [Dy; D2y; DQ; D2Q];
    end
end


说明:

1、程序采用了嵌套函数来传递倒立摆的相关参数(M, m, l 等)。如果对嵌套函数不熟悉,可以参考MATLAB文档中关于nested function的内容。


2、目前的仿真结果,θ的范围大约在±20多,这是不合理的(单位为弧度)。不确定是模型有误还是我的程序什么地方写错了,题主再仔细查一下吧。从我目前了解的情况看,倒立摆模型似乎与文献中常见的不一样,我没有仔细推导,也希望题主查出原因后能够反馈一下。


3、在GUI设计时,这个主函数可适当改写,作为“开始仿真”的回调函数,差别只在于两个方面:

(1)M、m等参数从GUI获取;

(2)ode15s返回的数据用于更新GUI的曲线(这里作为示例,未返回数据,直接绘图)。


4、题目没要求仿真过程中实时更新GUI的曲线,如果要求实时更新,要稍微麻烦一些。实现手段是通过odeset设置求解器输出的OutputFcn属性,并编写相应的回调函数。