轮式移动机器人轨迹跟踪的MATHLAB程序，运用运动学和动力学模型的双闭环控制，借鉴自抗扰控制技术结合了非线性ESO，跟踪效果良好，控制和抗扰效果较优，可分享控制结构图 这段程序主要是一个小车的动力
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轮式移动机器人轨迹跟踪的MATHLAB程序，运用运动学和动力学模型的双闭环控制，借鉴自抗扰控制技术结合了非线性ESO，跟踪效果良好，控制和抗扰效果较优，可分享控制结构图。这段程序主要是一个小车的动力学仿真程序，用于模拟小车在参考轨迹下的运动。下面我将对程序进行详细的分析解释。首先，程序开始时使用`clear`、`clc`和`close all`命令来清除工作空间、命令窗口和图形窗口中的内容。接下来，程序定义了一系列参数和变量，用于设置仿真的参数和存储仿真过程中的数据。这些参数包括小车的质量、车宽、驱动轮半径等，还有参考轨迹的振幅和频率，仿真步长，仿真时间等。然后，程序定义了一些元胞数组，用于存储不同阶段的数据。这些数组包括参考轨迹位姿、真实运动轨迹位姿、参考轨迹一阶导数、参考轨迹速度、期望速度、真实速度、控制器输出的控制力矩、控制输入、期望速度与真实速度误差、摩擦值、外界扰动值、总扰动、位姿跟踪误差、扰动观测值等。接下来，程序给这些变量赋初始值，包括小车的初始位姿和速度，初始速度，期望初始速度，控制器输出的控制力矩，扰动观测值等。然后，程序进入一个循环，仿真时间从 <link href="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/css/base.min.css" rel="stylesheet"/><link href="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/css/fancy.min.css" rel="stylesheet"/><link href="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/90184003/2/raw.css" rel="stylesheet"/><div id="sidebar" style="display: none"><div id="outline"></div></div><div class="pf w0 h0" data-page-no="1" id="pf1"><div class="pc pc1 w0 h0"><img alt="" class="bi x0 y0 w1 h1" src="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/90184003/bg1.jpg"/><div class="t m0 x1 h2 y1 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">轮式移动机器人轨迹跟踪的<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">MATHLAB<span class="_ _1"> </span></span>程序<span class="ff3">，</span>运用运动学和动力学模型的双闭环控制<span class="ff3">，</span>借鉴自抗扰控</div><div class="t m0 x1 h2 y2 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">制技术结合了非线性<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">ESO<span class="ff3">，</span></span>跟踪效果良好<span class="ff3">，</span>控制和抗扰效果较优<span class="ff3">，</span>可分享控制结构图<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 y3 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">这段程序主要是一个小车的动力学仿真程序<span class="ff3">，</span>用于模拟小车在参考轨迹下的运动<span class="ff4">。</span>下面我将对程序进</div><div class="t m0 x1 h2 y4 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">行详细的分析解释<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 y5 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">首先<span class="ff3">，</span>在程序的开头使用<span class="ff2">`clear`<span class="ff4">、</span>`clc`</span>和<span class="ff2">`close all`</span>命令来清除工作空间<span class="ff4">、</span>命令窗口和图形</div><div class="t m0 x1 h2 y6 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">窗口中的内容<span class="ff4">。</span>这是一种良好的编程习惯<span class="ff3">，</span>可以确保程序的运行环境是干净的<span class="ff3">，</span>不会受到之前运行结</div><div class="t m0 x1 h2 y7 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">果的干扰<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 y8 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">接下来<span class="ff3">，</span>程序定义了一系列参数和变量<span class="ff3">，</span>用于设置仿真的参数和存储仿真过程中的数据<span class="ff4">。</span>这些参数包</div><div class="t m0 x1 h2 y9 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">括小车的质量<span class="ff4">、</span>车宽<span class="ff4">、</span>驱动轮半径等<span class="ff3">，</span>还有参考轨迹的振幅和频率<span class="ff3">，</span>仿真步长<span class="ff3">，</span>仿真时间等<span class="ff4">。</span>这些参</div><div class="t m0 x1 h2 ya ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">数和变量的定义使得程序具有了一定的灵活性<span class="ff3">，</span>可以根据具体的仿真需求进行调整<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 yb ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">然后<span class="ff3">，</span>程序定义了一些元胞数组<span class="ff3">，</span>用于存储不同阶段的数据<span class="ff4">。</span>这些数组包括参考轨迹位姿<span class="ff4">、</span>真实运动</div><div class="t m0 x1 h2 yc ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">轨迹位姿<span class="ff4">、</span>参考轨迹一阶导数<span class="ff4">、</span>虚拟参考轨迹速度<span class="ff4">、</span>期望速度<span class="ff4">、</span>真实速度<span class="ff4">、</span>控制器输出的控制力矩<span class="ff4">、</span></div><div class="t m0 x1 h2 yd ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">控制输入<span class="ff4">、</span>期望速度与真实速度误差<span class="ff4">、</span>摩擦值<span class="ff4">、</span>外界扰动值<span class="ff4">、</span>总扰动<span class="ff4">、</span>位姿跟踪误差<span class="ff4">、</span>扰动观测值等</div><div class="t m0 x1 h2 ye ff4 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">。<span class="ff1">这些变量的定义使得程序能够记录和分析仿真过程中的关键数据<span class="ff3">，</span>以便对仿真结果进行评估和优化</span></div><div class="t m0 x1 h3 yf ff4 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">。</div><div class="t m0 x1 h2 y10 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">接下来<span class="ff3">，</span>程序给这些变量赋初始值<span class="ff3">，</span>包括小车的初始位姿和速度<span class="ff3">，</span>虚拟初始速度<span class="ff3">，</span>期望初始速度<span class="ff3">，</span>控</div><div class="t m0 x1 h2 y11 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">制器输出的控制力矩<span class="ff3">，</span>扰动观测值等<span class="ff4">。</span>这些初始值的设置是根据实际情况进行调整的<span class="ff3">，</span>并且可以在程</div><div class="t m0 x1 h2 y12 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">序运行过程中进行修改<span class="ff4">。</span>这样<span class="ff3">，</span>程序的初始状态就可以满足仿真需求<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 y13 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">然后<span class="ff3">，</span>程序进入一个循环<span class="ff3">，</span>仿真时间从<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">0<span class="_ _1"> </span></span>到给定的仿真时间<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">tf<span class="ff4">。</span></span>在每个循环中<span class="ff3">，</span>程序根据给定的参</div><div class="t m0 x1 h2 y14 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">考轨迹生成圆形参考轨迹<span class="ff3">，</span>并计算参考轨迹的一阶导数和虚拟参考轨迹速度<span class="ff4">。</span>这样<span class="ff3">，</span>程序就能够根据</div><div class="t m0 x1 h2 y15 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">参考轨迹生成具体的运动路径<span class="ff3">，</span>并计算出运动的速度和加速度<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 y16 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">接下来<span class="ff3">，</span>程序计算位姿误差<span class="ff3">，</span>并使用运动学控制器计算期望速度<span class="ff4">。</span>然后<span class="ff3">，</span>程序使用非线性<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">ESO<span class="ff3">（</span></span></div><div class="t m0 x1 h2 y17 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">Extended State Observer<span class="ff3">）<span class="ff1">估计速度扰动</span>，<span class="ff1">并使用动力学控制器计算控制力矩<span class="ff4">。</span>最后</span>，<span class="ff1">程序根</span></span></div><div class="t m0 x1 h2 y18 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">据控制力矩和扰动计算小车的实际速度和位姿<span class="ff3">，</span>并计算位姿跟踪误差<span class="ff4">。</span>这些计算过程是根据控制理论</div><div class="t m0 x1 h2 y19 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">和动力学方程进行的<span class="ff3">，</span>可以实现对小车运动的精确控制<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 y1a ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">在每个循环结束时<span class="ff3">，</span>程序更新时间和循环索引<span class="ff3">，</span>并继续下一次循环<span class="ff3">，</span>直到仿真时间达到设定的结束时</div><div class="t m0 x1 h2 y1b ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">间<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">tf<span class="ff4">。</span></span>这样<span class="ff3">，</span>程序就能够进行连续的仿真运算<span class="ff3">，</span>并获得完整的运动轨迹和控制结果<span class="ff4">。</span></div><div class="t m0 x1 h2 y1c ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">最后<span class="ff3">，</span>程序绘制了多个图形来展示仿真结果<span class="ff4">。</span>这些图形包括参考轨迹和实际运动轨迹的图像<span class="ff4">、</span>参考轨</div><div class="t m0 x1 h2 y1d ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">迹角度和实际角度的图像<span class="ff4">、</span>内环速度误差的图像<span class="ff4">、</span>位姿跟踪误差的图像<span class="ff4">、</span>线速度扰动和观测器估计的</div><div class="t m0 x1 h2 y1e ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">图像<span class="ff4">、</span>角速度扰动和观测器估计的图像<span class="ff4">、</span>速度曲线的图像和控制量输入的图像<span class="ff4">。</span>这些图形直观地展示</div></div><div class="pi" data-data='{"ctm":[1.568627,0.000000,0.000000,1.568627,0.000000,0.000000]}'></div></div>