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ILQR:带有自动微分动力学模型的迭代线性二次调节器

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简介:
ILQR是一种优化算法,结合了自动微分技术与线性二次调节器方法,用于求解具有复杂动力学模型的最优控制问题。 迭代线性二次稳压器是基于Yuval Tassa用于非线性轨迹优化的迭代线性二次调节器(iLQR)的一个实现版本,并且它与Python 2和3兼容,同时支持自动区分动力学模型及成本函数。 安装此工具时,请先克隆代码库并运行以下命令进行安装: ``` python setup.py install ``` 或者使用pipenv来安装依赖项: ``` pipenv install ``` 在完成上述步骤后,可以通过导入iLQR模块开始使用它。有关如何通过iLQR解决常见控制问题的示例,请查看提供的笔记本。 对于动力学模型,用户可以选择扩展Dynamics类并手动编写其偏导数;也可以将其写为Theano表达式,并利用AutoDiffDynamics类进行自动区分处理。此外,如果只提供了一个函数,则可以使用FiniteDiffDynamics类来进行有限差分近似。

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  • ILQR线
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    ILQR是一种优化算法,结合了自动微分技术与线性二次调节器方法,用于求解具有复杂动力学模型的最优控制问题。 迭代线性二次稳压器是基于Yuval Tassa用于非线性轨迹优化的迭代线性二次调节器(iLQR)的一个实现版本,并且它与Python 2和3兼容,同时支持自动区分动力学模型及成本函数。 安装此工具时,请先克隆代码库并运行以下命令进行安装: ``` python setup.py install ``` 或者使用pipenv来安装依赖项: ``` pipenv install ``` 在完成上述步骤后,可以通过导入iLQR模块开始使用它。有关如何通过iLQR解决常见控制问题的示例,请查看提供的笔记本。 对于动力学模型,用户可以选择扩展Dynamics类并手动编写其偏导数;也可以将其写为Theano表达式,并利用AutoDiffDynamics类进行自动区分处理。此外,如果只提供了一个函数,则可以使用FiniteDiffDynamics类来进行有限差分近似。
  • 汽车线由度
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    《汽车线性二自由度动力学模型》一文建立了一个简化的数学模型,用于分析和预测汽车在直线行驶时纵向与横向的动力响应特性。该模型适用于研究车辆稳定性、操控性和安全性等方面的问题,为汽车设计提供了理论依据和技术支持。 车辆的线性二自由度动力学模型是一种简化的描述方式,通常用来研究车辆在平面运动时的基本特性,主要包括两个自由度: 横向运动(Yaw):这指的是车辆绕垂直轴(通常是车辆中心线的垂直轴)旋转的运动。这种运动影响了车辆的转向行为和稳定性。 纵向运动(Longitudinal):这是指沿车体前进方向上的移动,即车辆向前或向后的行驶。这个方向通常与车体的纵向轴一致。 在线性二自由度动力学模型中,非线性因素如横向侧滑角的影响以及速度变化对横向力的作用会被忽略掉,从而简化了整个模型。这种简化的模型在控制系统设计和基础研究中有广泛的应用,并且特别适用于快速评估车辆的基本运动特性。
  • 汽车线由度
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    本研究构建了汽车线性三自由度动力学模型,旨在分析车辆在不同工况下的运动特性,为车辆设计与性能优化提供理论依据。 车辆的三自由度动力学模型通常用来描述车辆在平面运动时的基本特性。这种模型考虑了车辆在水平面上的运动,包括以下三个维度: 横向运动(Yaw): 描述的是绕垂直轴旋转的情况,即车头朝向的变化。 纵向运动(Longitudinal): 指沿车辆前进方向上的移动,也就是车辆前后的位移。 垂直运动(Vertical): 表示在与水平面垂直的方向上进行的上下运动。 压缩包包括参数文件、Simulink模型和公式说明文档,并且适用于各版本Matlab。
  • 线
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    非线性自激动力学分析专注于研究系统内在反馈机制引起的复杂动态行为,涵盖混沌理论、分岔分析及稳定性评估等多个方面。该领域致力于理解和预测工程与自然科学中各种现象的发展规律。 通过最小二乘法和FFT对非线性自激力进行频谱分析。
  • _vehicle-dynamics-model.rar_Matlab 汽车_由度车辆_析_
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    本资源提供了一个基于Matlab的汽车动力学模型,重点研究二自由度车辆的动力学特性及其运动响应。适用于学术研究和工程应用。 车辆动力学研究的是汽车在各种行驶条件下的性能表现,主要关注其运动特性、稳定性和操控性。“vehicle-dynamics-model.rar_matlab 动力学_vehicle model _二自由度汽车_动力学”压缩包内包含了一个使用MATLAB Simulink实现的简化模型。该模型仅考虑了两个关键自由度——横向(侧滑)和纵向(前进),便于分析与理解。 为了更好地理解这个二自由度模型,我们需要知道,在实际车辆中存在多个自由度,包括垂直、横向和纵向运动及旋转等。但此简化的二自由度模型只保留了沿行驶方向的加速以及围绕垂直轴的侧滑两个关键因素,这使得计算更为简化的同时仍能捕捉到大部分动态行为特征。 在MATLAB Simulink环境中可以构建交互式仿真模型来模拟这些运动。Simulink是一个图形化建模工具,允许用户通过连接不同的模块来建立和分析动态系统模型。对于车辆动力学来说,可能包含以下关键部分: 1. 输入模块:包括驾驶员输入如油门、刹车及转向角度等影响因素。 2. 动力系统模块:这通常涉及发动机以及传动系统的建模,用于计算驱动力及其传递至车轮的过程。 3. 悬挂和轮胎模型:这部分考虑了路面不平度对车辆运动的影响,以及轮胎与地面的相互作用力。 4. 车辆动力学方程模块:将二自由度的动力学方程式转换为Simulink可以处理的形式。 5. 输出模块:提供如速度、侧滑角度和加速度等性能指标。 通过仿真分析,我们可以了解车辆在不同工况下的动态响应情况,例如急加速、紧急刹车或快速转弯时的稳定性。这对于优化汽车设计以及开发先进的控制策略(比如防抱死制动系统ABS及电子稳定程序ESP)至关重要。 尽管二自由度模型简化了问题复杂性,在实际应用中仍能捕捉到许多关键车辆动态行为特征。但针对更高级别的分析,如极端条件下的车辆表现或轮胎打滑情况,则可能需要考虑更多自由度的模型。不过对于初学者来说,这个简化的模型有助于理解基本原理,并可作为进一步研究的基础。 此MATLAB Simulink实现的二自由度车辆动力学模型为学习和探究汽车动态特性提供了实用平台。通过深入的研究与参数调整,工程师及研究人员能够更好地了解车辆行为并探索提升性能的新方法。
  • 齿轮系统(非线).zip_齿轮_齿轮系统
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    本资源提供了一个关于非线性齿轮系统的动力学模型的详细研究,深入探讨了齿轮间的动态交互作用及振动特性。 齿轮系统非线性动力学模型及其求解方法的研究属于齿轮非线性动力学研究的一部分。
  • RV传线及方程
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    本研究构建了RV传动系统的非线性动力学模型,并推导出相应的运动方程,分析了该系统在不同工况下的动态特性。 RV传动(旋变传动)是一种在机器人领域广泛应用的精密传动方式,它基于少齿差行星齿轮原理发展而来。RV减速器对于机器人的关节运动精度、回差、刚度以及承载能力有着极高的要求,在机器人关节传动中发挥着至关重要的作用。这项技术最早由德国和日本等国家掌握,并已形成系列化产品。由于其设计与制造难度较高,市场上对RV减速器的高回差及精密传动性能需求通常在1角分左右,使得它在许多高端应用场合占据垄断地位。 随着机器人速度要求的提升,研究RV减速器非线性动力学特性变得越来越重要。本段落的研究对象为RV-250AⅡ减速器,作者单丽君和于成国探讨了时变啮合刚度、齿侧间隙以及误差激励对齿轮传动系统的影响,并建立了相应的非线性动力学模型及运动微分方程。 由于这些系统方程具有半正定、参数变化性和非线性的特点,研究团队采用以相对啮合位移为广义坐标的策略,将包含线性和非线性回复力的方程式统一成矩阵形式,并进行量纲一化处理。这为进一步求解微分方程奠定了基础。 在该模型中采用了集中质量假设:渐开线齿轮、曲柄、摆线轮和针齿壳被视为具有回转自由度的质量点,系统共有十个自由度;同时,在太阳轮与行星轮啮合处以及摆线轮与针齿壳啮合处考虑了时变刚度、阻尼及间隙的影响。在曲轴与环板接触面仅考虑了阻尼和间隙影响。 研究者们基于这些假设和动力学模型,推导出系统的运动微分方程,并采用拉格朗日方法进行推演。由于RV传动系统的特点,在该方程式中包含了时变刚度、齿侧间隙及误差激励等因素,使得其具有非线性特征。通过相对啮合位移作为广义坐标的方式,研究者们成功地将涉及不同回复力类型的方程组转化为统一的矩阵形式,并进行了量纲一化处理。 RV传动系统的非线性动力学模型及其运动微分方程建立对于理解RV减速器在动态工作条件下的行为至关重要。这不仅可以帮助设计人员更好地预测和优化减速器性能,而且对提升机器人整体运动精度与工作效率具有实际应用价值;同时,该研究为推动国内相关产业的发展提供了深入的理论支持和技术参考。
  • 汽车
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    《汽车二维动力学模型分析》一文深入探讨了在二维平面内对汽车运动特性进行建模与解析的方法,旨在为车辆设计及性能评估提供理论依据。通过简化现实情况下的复杂三维系统至二维空间,该研究能够更清晰地展示并理解影响汽车行驶稳定性和操控性的关键动力学因素。此外,文中还详细介绍了模型建立的数学基础、分析方法及其在实际工程问题中的应用实例。 基于MATLAB_SIMULINK软件,构建了汽车的二自由度动力学模型。
  • 由度汽车Simulink(含详细析)
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    本作品构建了基于Simulink的二自由度汽车动力学模型,并深入分析了各组件参数对车辆动态性能的影响。适合研究与教学使用。 MATLAB Simulink构建模型具有很强的实用性,包括介绍和代码等内容。