initial simulations
model a unicycle with exact i/o linearization. Plot the desired trajectory on each axis and the one took by the robotmaster
commit
10fa0382a6
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@ -0,0 +1,8 @@
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function x0 = set_initial_conditions(i)
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switch i
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case 0
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x0 = [0; 0; 0]
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case 1
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x0 = [0; 0; PI]
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end
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end
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@ -0,0 +1,20 @@
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function [ref, dref] = set_trajectory(i)
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syms s
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switch i
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case 0
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% a straigth line trajectory at v=0.5m/s
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xref = 0.5*s;
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yref = 0;
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case 1
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% a straigth line trajectory at v=10 m/s
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xref = 10*s;
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yref = 0;
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case 2
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xref = 5*cos(s);
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yref = 5*sin(s);
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end
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ref = [xref; yref];
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dref = diff(ref, s);
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end
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@ -0,0 +1,40 @@
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function [x, u_] = sistema(t, x)
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global ref dref K b saturation U tc
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ref_s = double(subs(ref, t));
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dref_s = double(subs(dref, t));
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err = ref_s - feedback(x);
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u_nom = dref_s + K*err;
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theta = x(3);
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T_inv = [cos(theta), sin(theta); -sin(theta)/b, cos(theta)/b];
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u = T_inv * u_nom;
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% saturation
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u = min(saturation, max(-saturation, u));
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i = int8(1.5 + t/tc);
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% save input
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U(i, :) = reshape(u, [1, 2]);
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x = unicycle(t, x, u);
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end
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function dx = unicycle(t, x, u)
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% u is (v;w)
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% x is (x; y; theta)
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theta = x(3);
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G_x = [cos(theta), 0; sin(theta), 0; 0, 1];
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dx = G_x*u;
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end
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function x_track = feedback(x)
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global b
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x_track = [ x(1) + b*cos(x(3)); x(2) + b*sin(x(3)) ];
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end
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@ -0,0 +1,49 @@
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clc
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clear all
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close all
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global x0 ref dref b K saturation
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TRAJECTORY = 0
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INITIAL_CONDITIONS = 0
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% distance from the center of the unicycle to the point being tracked
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% ATTENZIONE! CI SARA' SEMPRE UN ERRORE COSTANTE DOVUTO A b. Minore b,
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% minore l'errore
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b = 0.2
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% proportional gain
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K = eye(2)*2
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% saturation
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saturation = [5; 0.2];
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% initial state
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% In order, [x, y, theta]
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x0 = set_initial_conditions(INITIAL_CONDITIONS)
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% trajectory to track
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[ref, dref] = set_trajectory(TRAJECTORY)
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% simulation time
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tspan = 0:0.1:10;
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% execute simulation
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[t, x] = ode45(@sistema, tspan, x0)
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% plot results
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ref_t = reshape(double(subs(ref, t)), [101,2]);
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subplot(3,2,1)
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hold on
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plot(t, ref_t(:, 1));
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plot(t, x(:, 1));
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legend()
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subplot(3,2,2)
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plot(t, ref_t(:, 1) - x(:, 1));
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subplot(3,2,3)
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hold on
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plot(t, ref_t(:, 2));
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plot(t, x(:, 2));
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legend()
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subplot(3,2,4)
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plot(t, ref_t(:, 2) - x(:, 2));
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