基于MATLAB和S函数的复杂系统设计毕业论文(5)

基于MATLAB和S函数的复杂系统设计

附录

S函数控制子程序：chap4_1ctrl.m

function [sys,x0,str,ts] = spacemodel(t,x,u,flag)

switch flag, case 0,

[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes; case 3,

sys=mdlOutputs(t,x,u); case {2,4,9} sys=[]; otherwise

error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]); end

function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes sizes = simsizes; sizes.NumOutputs = 2; sizes.NumInputs = 6; sizes.DirFeedthrough = 1; sizes.NumSampleTimes = 1; sys = simsizes(sizes); x0 = []; str = []; ts = [0 0];

function sys=mdlOutputs(t,x,u) qd1=u(1);

dqd1=-pi*sin(pi*t); ddqd1=-pi^2*cos(pi*t); qd2=u(2);

dqd2=pi*cos(pi*t); ddqd2=-pi^2*sin(pi*t);

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基于MATLAB和S函数的复杂系统设计

dqd=[dqd1;dqd2]; ddqd=[ddqd1;ddqd2];

q1=u(3);dq1=u(4); q2=u(5);dq2=u(6); dq=[dq1;dq2];

e1=qd1-q1; e2=qd2-q2; e=[e1;e2]; de1=dqd1-dq1; de2=dqd2-dq2; de=[de1;de2]; v=13.33; q01=8.98; q02=8.75; g=9.8;

M=[v+q01+2*q02*cos(q2) q01+q02*cos(q2); q01+q02*cos(q2) q01];

B=[-q02*dq2*sin(q2) -q02*(dq1+dq2)*sin(q2); q02*dq1*sin(q2) 0];

W=[15*g*cos(q1)+8.75*g*cos(q1+q2); 8.75*g*cos(q1+q2)]; M0=0.8*M; B0=0.8*B; W0=0.8*W; dM=M0-M; dB=B0-B; dW=W0-W; c1=20;c2=20; C=[c1 0;0 c2];

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s=de+C*e; F=2; if F==1

K1=[10 0;0 10]; K2=[10 0;0 10];

tol=M*(ddqd++K1*de+K2*e)+B*dq-w; elseif F==2

temp=abs(dM)*abs(ddqd+C*de)+abs(dw)+abs(dB)*abs(dqd+C*e)+0.10; gama=[temp(1) 0;0 temp(2)];

tol=M0*(ddqd+C*de)+B0*(dqd+C*e)-w0+gama*sign(s); end

sys(1)=tol(1); sys(2)=tol(2);

被控对象子程序: chap4_1plant.m

%S-function for continuous state equation function [sys,x0,str,ts]=s_function(t,x,u,flag)

switch flag, %Initialization case 0,

[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes; case 1,

sys=mdlDerivatives(t,x,u); %Outputs case 3,

sys=mdlOutputs(t,x,u); %Unhandled flags case {2, 4, 9 } sys = []; %Unexpected flags otherwise

error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]); end

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基于MATLAB和S函数的复杂系统设计

%mdlInitializeSizes

function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes sizes = simsizes; sizes.NumContStates = 4; sizes.NumDiscStates = 0; sizes.NumOutputs = 4; sizes.NumInputs = 2; sizes.DirFeedthrough = 0; sizes.NumSampleTimes = 0;

sys=simsizes(sizes); x0=[0.6;0.3;0.5;0.5]; str=[]; ts=[];

function sys=mdlDerivatives(t,x,u) qd1=cos(pi*t); dqd1=-pi*sin(pi*t); ddqd1=-pi^2*cos(pi*t); qd2=sin(pi*t); dqd2=pi*cos(pi*t); ddqd2=-pi^2*sin(pi*t); q1=x(1); dq1=x(2); q2=x(3); dq2=x(4); v=13.33; q01=8.98; q02=8.75; g=9.8;

M=[v+q01+2*q02*cos(q2) q01+q02*cos(q2);

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q01+q02*cos(q2) q01];

B=[-q02*dq2*sin(q2) -q02*(dq1+dq2)*sin(q2); q02*dq1*sin(q2) 0];

W=[15*g*cos(q1)+8.75*g*cos(q1+q2); 8.75*g*cos(q1+q2)];

tol(1)=u(1); tol(2)=u(2);

ddq=inv(M)*(tol'-B*[dq1;dq2]+w);

sys(1)=x(2); sys(2)=ddq(1); sys(3)=x(4); sys(4)=ddq(2);

function sys=mdlOutputs(t,x,u) sys(1)=x(1); sys(2)=x(2); sys(3)=x(3); sys(4)=x(4);

绘图子程序：chap_4plot.m figure(1); subplot(211);

plot(t,y1(:,1),'r',t,y1(:,2),'b');

xlabel('time(s)');ylabel('Position tracking of joint 1'); subplot(212);

plot(t,y2(:,1),'r',t,y2(:,2),'b');

xlabel('time(s)');ylabel('Position tracking of joint 2');

figure(2); subplot(211); plot(t,ut(:,1),'r');

xlabel('time(s)');ylabel('Control input 1'); subplot(212);

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