MATLAB从零到进阶
北京航空航天大学出版社出版的 MATLAB从零进阶，适合MATLAB初学者使用！MATLAB开实例系列图书MATLAB从要到进阶中些李国刘涣进天郑志勇编著内容简介本着从易到难、从基础到应用及提高的质则本书结合大量案例系统计解 MATLABT言编程要旨。主要内容包括 MATLAB简介和基本摸作绘图与可褪化,程序饭计,图形用户界面(GUD缤程数据I0(与TEx3据之间的数交换)符号计算,数值积分计算方程与方程组的数值解,常徽分方程(组)数匝求解,线性規划和非线性优化问惡求解,景大最小題求解橫率分布与随机数,描述性统计,参数估计与假设检验,归分牙多项式回归与数值, MATLABE程序译,系统级仿真工mihk反其应用等。附录为min常用命令列表。为方便读者的学习和使用,本+配有光型,答包:每一个案例的源程序,以及于教学和自学的PPT课件本书可作为-般读者自学并掌握 MATLAB语言的参考京,也可作为高等院校理工类本科生研究生系统学习 MATLAB的教材或参考书,还可作为科人和工程技术人员应用M4TL4B解决实际问题的参考用书。书在版编目(CP数据MATLAB从零到进阶/谢中华等编著-北京:北京航空航天大学出版社212.2ISEN978-7-5124-907-1.M4…且.①….Mahb件1.该书作者简介就中华,副教,资深 MATLAB培训,十多年MATLAB编程经验已出版书籍(MATA统计分析与应用:40个案倒分析)。现于天津科技大学数学系任教,长期从事MATLAB相关课程的教学与培训。精通 MATLAB、SAS、R语言等软件,擅长多种软偿协同作战,有着扎实献理沦基础和M丰富的实战经验3美原名m士业于北京厘工大应用数学系,+年 MALAB编经验,曾出版( MATLAB高效编程技巧与用:54个案例分析)受到广大该者好评,在数值计算.运第学最优化图像处理MTAB与C+混合编程领域有着三富的项目实战经验。刘进网名iai0:配文论坛饭主,山东省料学院计算中心助選研究员,工学硕士。现于合肥工业大学机与汽车工程学院机薇制及其自动化专业攻读博士学位,主要与期友茶余饭后聊天时:时常有人大发感:“现在的人是越来越离不开电了,要是没有电脑该怎么办可!”我也禁不位感慨:越来越多的人是离不开 MATLAB了,没有 MATLAB就做不成研究了。”事实的确如此,MA个TLAB已经在自然科学、社会生产和科学研究等冬领域得到了广泛的应用,它已经不再是诞生之初用于线性代裂计算的接囗程字,它就是计算软件中的巨无霰。有人在用 MATLAB作数据分折,有人在用 MATLAB作算法设计,有人在用1M0D作速模仿其还有人月8件开工我们炒股嫌钱,往大了说, MATLAB能助享专家设计尖武器。试想一下,或许几年以后,朋友之间打招呀的问候语就是:您今天 MATLAB了吗?如果到那时您还不会 MATLA,您很可能就u览0果您目前还是-个 MATLAB零基础的读者,您可不必饭,本就是专们为您准备的,它将带领您走进 MATLAB的殷堂,从人门到精通。本书编写的宗自就是引领读者从零基础人门,由浅人深地学习,先熟恐 MATLAB草稿纸式的编程语言和语法规则,让读者能够其内部数做“俊瓜式为的计算,然后慢了解 MATLAB自带的包罗万象的工县箱,在此基础上可以根据自己的算法惠练地进行扩展編程,在这个过程中,读者会在不知不觉中成为精本书内容分为2第1章, MATLAB简个第2章, MATLAB基操作;第3置,ATAB绘图与可视化,4章, MATLAB程序设计第5章,图形用户界面(GUD编:,第章MTB与TT文件的数据交换;第7章,M4BExe0文件的数据交葓;第8章数烟库连第908号计第0数值积分计第1,方程与方程组数值解第12章,学做分方程(组)数值求解:第123i,线性规划问题第14章,非线性优北问题;第15章,最大最小问题一公共设施选址;第16章,率分布与随机数;第1章描达性统计量和绕计图,第18章,参数计与假设检验第19章,回归分折第20章,多项式回归与数据插值;第21章, MATLAB序编译:第2系统级仿真工具 Simulink应用。在章顺序的安排上,我们是经过深思熟處的本着从易到难、从基础到应用及提高的原则。为了能让读者尽戴悉T.学会使用 MATLAB出自已的程序,我们把 MATLAB绘图与可视化、MTAB程序设计图形用户界面等章节放在了前而,这一点不同于一般的 MATLAB书第,根据我们的经验,从绘图开始是学习MTAB最为高效快走的方式因为各种实用的或是献忍形能够激发读者的学习兴超,有了兴通自然一切就变得简单了。另外,本书的内容力求与大学必修的高等数学、线性代数和概率论与数理统计等多门主干程相贴合,这样让读者能够理论结合实践,学习起来更为轻松。俗话说,业有专攻,多人合编也是为了发挥作者们各自的专长将各自在不同领域多年的经验和技巧率款给该者,本书谢中些主并负责统筹定,其中第1~3,6、5~0章由谢中华(网名xEh)写,第4.1012章是鹏(网名:mo:写,第5,2章由刘煥进9日第8郑间1写,第2学由李国栋(网y目录第I拿 MATLAB简介194TLAB助系统MLAB的那事儿…111ML4B命令宽口帮助系统“171.1 MATLAB的派…2Hep都助浏览器………1812MTB饭本信息…110参考文……………211238TL件的系统组成…3第2章MTAB基本操作……214MATL产构成42.1变量的定义与数据类型……2.5mhk产品成………62变量的定义与弦值………22.5 MATLAB/S mulik E应用领城2,12数据类型…23卓4·+4I数菇输出桕式↓;士12 MATLAB的安装与启动2.2常用函数…………23212LAB6安装…172.3数组算………222MATL4B的启动…82310阵的定………251.3 MATLAB工作界面…1■(4;4;22{珠矩阵………………28工作界布823高维数组·』⊥1↓卜41+iiAMATLAB从零到进33二继图形绘制,2程序没计注意喜项………12331管用二继绘图函数…………55..3程序编排与注3.2三图形的修饰和浙加注释…608参考文献…图形的打印和输出…65第享图形用户界面(U编程…125331把图形复航到贴饭……655.1图形对象2把图形导出文件51区形对象的类型1263打印图形………6952图形对象的属性35动画制作…■自》重,卡715.1.3图形对象约操作31.运行航迹动画7152图形用户界面的设计原则和步骤2红闪动画…721365.3电影动画…52.1图形用户界面设计原则…136若5.4录制A格式视频动画……45.2图形用户界面的设计步骤……136您355作GE格式动画………755.3开发图形用户界面的方法-137此35参考文献…7175.4直接编写M文件开发图形阳户1|算+章MTB程设计08界面M文一脚本文件和函数文件5:1文件类…14任Pp·丰IL丰晋中bDl↓;1b●785..2根对象…11本文件…853图形窗口对象函数文件785.4.4坐标轴对象T州世分们故中上甲
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全向轮运动平台pdf
全向轮，全向移动2,3,4轮小车，变换矩阵。设李雅普诺夫函数为V1=;(x2+y2+0)求其导数如下,当渐进稳定时导数小于0Ⅵ1=xx+yy+ade =-kxre, yeke8上式系数为正时,李雅普诺夫函数的导数小于零,系统渐进稳定代入微分方程得到控制律如下:+ vr cos日a+k-xea+ v sin 8e t kyy+ke022差动轮直角坐标运动学方程差动轮与全向轮的区别是,全向轮小车速度方向与四个轮子的共同朝向相同可为仼意方向,而差动轮小车的切向速度方向与X轴重合,故方程中v=0微分方程如下v+v cos 0PRxet vr sin221差动轮直角坐标下控制律设计选择 Lyapunov函数如下:V2=(x2+y2)+(1k(-cosee对上式沿求导+-。sin6e cea-v+ vr cos ee)+yec-xew+ vr sin ge)D sin 0rev+xe vr cos 8e+yevr sin Be+rwr sin 0e -- sin 8 e11-Xev+xevr cos Be year sin 0e +Wrsin eeksinbe选择如下速度控制输入s。+kxxOrt vr(kye t kosine e)将上式代入 Lyapunov函数导数得到esin 2 0当上式系数为正时,V2≤0,故以上 Lyapunov函数选择正确。由此得到堪于运动学模型的轨迹跟踪速度控制律为2:os 8+lcV(kye t resin其中,k,kx,k为控制器参数。22.2控制器参数选取将控制律代入微分方程得下式(rt vr (lye t))xeRyexe(ar+ vr(kye t kesinee))+ vr sin Be-v (kye t kesinee)上式在零点附近线性化,忽略高次项得PR= ApA0Vrky -vr ke系数值与角速度和速度指令值共同决定系统根,当系数为正是所有根为负数。23对比仿真与结果仿真系统结果图如下ct(pea qle)p(7)elrorxPe, qe)图3轨迹跟踪结构图图中q(yo),v、o分别为移动机器人的线速度和角速度,ε1=(xy0)r,对于差动机器人运动学方程可表示为:COS日0Stn图中 J-sine0:pR=y):qa对于全向轮机器人运动学方程可表示为60sine cose ov=R(O)1 vy对角速度为0.2和线速度为5的圆形轨迹进行跟踪,仿真结果如下图:35302501510-5图4圆形轨迹跟踪仿真图图中×点线为差动轮跟踪轨迹,O点线为全向轮跟踪轨迹。、全向轮平台的设计对全向轮采用如下图所示的结构时,进行系统分析与设计图5互补型全向轮( omni wheels31运动学模型X图6全向轮式移动机器人运动学模型移动坐标X-Y固定在机器人重心上,而质心正好位于几何中心上。机器人P点在全局坐标系的位置坐标为:(x2y,0),三个全向轮以3号轮中心转动轴反方向所为机器人的ⅹ轴。假设三个全向轮完全相同,三个全向轮中心到车体中心位置的距离L。在移动坐标X-Y的速度用 1xe 1表示。由文献[3可得三个全间轮的速度与其在移动坐标和全局坐标系下的速度分量之间的关系分别为以下二式sin(60)xeV)=(-s(60os60)()=011-21-213×3ysin(60-0)Cos(60-6)sin(60+6)cos(60+6)Lysinecose32动力学模型在移动坐标X-Y中,设机器人在沿轴X2和Y方向上收到的力分别为Fx和Fyc第1、2、3号驱动轮提供给机器人的驱动力分别为f1、卫、3,机器人惯性转矩为M,根据牛顿第二定律可得到如下的动力学方程:3√3cos(30)-cos(30)01fFre=sin(30) sin (30)1ML2LTb22/2在地理坐标系X一Y下的方程如下:mxcos(30+0)-cos(30-0) sing 1fiFr= sin(30+0)sin(30-0)-cosefzL33基于动力学模型的控制器设计如上式所示,基于机器人动力学模型的控制方案,直接根据机器人的动力学模型设讣运动控制器,控制器的输出为机器人上驱动电机的驱动电压。基于动力学模型的控制方案,不需对驱动电机进行底层的速度控制,消除了底层速度控制带来的延时。由功力学方程:nmx3×3M」可知在休坐标系中各个方向上的控制输入输出是独立的并且相互之间无耦合;于是可在体坐标中对各个控制量分别进行控制。当以各个电机电压作为控制量U时,对体坐标系中各个方向上的控制量UF经过Ta3×3变换后得到各个电机的控制量UUF先对输入UF到体坐标各个方冋上速度V的系统等效参数[m′门进行辨识,得到由控制量UF到体坐标速度Ⅴ的传递函数:然后设计UF的控制器,经过变换后得到各电机的电压U;速度控制指令 1xe vye (l由第2节控制律求得。34基于编码器的位姿推算圆弧模型在文献L4中介绍机器人里程计圆弧模型是把移动机器人在运动过程中的实际轨迹通过圆弧去逼近234图7平台样品示意图YAYR11B(x12+11Un-1XAA(r()图8采样期间的圆弧运动轨迹图中A(xmy,0n)和B(xnx+1,yn+1,On+1)分别为在采样时问间隔内起始点与终点的位姿坐标,AB为采样期间的圆弧轨迹,利用图中儿何关系可以得到运动轨迹为圆弧时的推算公式如下L(△SR+△S少sin△SR-△Sn+1xn+6n+2(△sinenR△SL(ΔSR+△S△SYn+1=ynCOS+
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