root/applications/dual/IterativeLocal/pmsm_ildp3.m @ 866

Revision 866, 24.4 kB (checked in by vahalam, 14 years ago)
Line 
1function pmsm_ildp3
2%verze ildp algoritmu s uvazovanim P (v logaritmu) pro PMSM motor
3%rozsirena verze o diag P v pi aproximaci u
4tic
5
6    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
7    %pocatecni konstanty
8   
9    Iterace = 5; %iterace
10    K = 50; %casy
11    N = 50; %vzorky
12
13    %konstanty motoru
14    %Rs = 0.28;
15    %Ls = 0.003465;
16    %PSIpm = 0.1989;
17    %kp = 1.5;
18    %p = 4.0;
19    %J = 0.04;
20    DELTAt = 0.000125;
21
22    %upravene konstanty
23    Ca = 0.9898;
24    Cb = 0.0072;
25    Cc = 0.0361;
26    Cd = 1.0;
27    Ce = 0.0149;
28
29    %omezeni rizeni
30    cC1 = 100;
31%     cLb = -50;
32%     cUb = 50;
33
34    %presnost mereni proudu
35    deltaI = 0.085;
36
37    %matice
38    %kovariancni matice Q a R
39    mQ = diag([0.0013 0.0013 5.0e-6 1.0e-10]);
40    mR = diag([0.0006 0.0006]);
41   
42    %matice pro vypocet
43    %matice A zavisla na parametrech
44    mA = zeros(4);
45    mA(1,1) = Ca;
46    mA(2,2) = Ca;
47    mA(3,3) = Cd;
48    mA(4,4) = 1;
49    mA(4,3) = DELTAt;
50
51    %macite C konstantni
52    mC = [ 1 0 0 0; 0 1 0 0];   
53
54    %pozadovana hodnota otacek
55    omega_t_stripe = 1.0015;   
56   
57    %penalizace za vstupy
58    cPenPsi = 0;%0.000009;
59   
60    %pocatecni hodnoty
61    X0 = [0; 0; 1; pi/2];
62    Y0 = [0; 0];
63    P0 = diag([0.01 0.01 0.01 0.01]);
64   
65    h_bel = 0;
66    h_beldx = [0; 0; 0; 0; 0; 0];
67    h_beldxdx = zeros(4);
68           
69    %velikost okoli pro lokalni metodu
70%     rhoi = 0.0001;
71%     rhoo = 0.00015;
72%     rhot = 0.00005;
73%     rhop = 0.0001;
74    rhoi = 1.5;
75    rhoo = 1.5;
76    rhot = 1.5;
77    rhop = 1.5;
78   
79    %zvetseni hamiltonianu pro minimalizace
80%     mag = 1000;
81    mag = 5;
82   
83    %prepinac sumu on/off
84    noise = 1;
85%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
86    %globalni promenne
87
88    Kpi_alfa = -0.2*ones(1, K); %konstanty aproximace slozky rizeni u_alfa
89    Kpi_beta = 0.01*ones(1, K); %konstanty aproximace slozky rizeni u_beta   
90%     Kpi_alfa = ones(1, K); %konstanty aproximace slozky rizeni u_alfa
91%     Kpi_beta = ones(1, K); %konstanty aproximace slozky rizeni u_beta
92%     Kpi_alfa = zeros(4, K); %konstanty aproximace slozky rizeni u_alfa
93%         Kpi_alfa(1, :) = 1000*Cc*Ce*ones(1, K);
94%         Kpi_alfa(2, :) = 1000*Cc*Ce*ones(1, K);
95%         
96%     Kpi_beta = zeros(4, K); %konstanty aproximace slozky rizeni u_beta
97%         Kpi_beta(1, :) = Cc*Ce*ones(1, K);
98%         Kpi_beta(2, :) = Cc*Ce*ones(1, K);
99    Kpi = ones(9, K);
100       
101       
102    Wv = zeros(25, K); %konstanty aproximace Bellmanovy fce
103   
104    Xkn = zeros(4, K, N); % X = [i_alfa, i_beta, omega, theta]
105    Ykn = zeros(2, K, N); % Y = [i_alfa, i_beta]
106    Pkn = zeros(4, 4, K, N); % P = N vzorku posloupnosti K matic 4x4
107   
108    mKy = zeros(4, 2); % K = pomocna matice pro vypocet
109    mRy = zeros(2, 2); % R = pomocna matice pro vypocet
110   
111    Xstripe = zeros(4, K);
112    Pstripe = zeros(4, 4, K);
113 
114    Epsilon = zeros(6, N); %globalni promena pro vypocet Bellmanovy fce z odchylek (X - Xprum)
115
116    gka = 0; %globalni promenna pro prenos casu k
117    gnu = 0; %globalni promenna pro prenos vzorku n
118   
119    Uopt2 = zeros(2, N);
120    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
121    %hlavni iteracni smycka
122    for i = 1:Iterace,
123
124        disp(['Iterace: ', num2str(i)]);
125       %generovani stavu
126       for n = 1:N,
127            Xkn(:, 1, n) = X0;
128            Ykn(:, 1, n) = Y0;
129            Pkn(:, :, 1, n) = P0;
130           
131            for k = 1:K-1,
132               Uk = uPi(k, Xkn(:, k, n), Pkn(:, :, k, n));
133
134               mRy = mC * Pkn(:, :, k, n) * mC' + mR;
135               mKy = Pkn(:, :, k, n) * mC' / mRy;
136               Xkn(:, k+1, n) = fceG(Xkn(:, k, n), Uk) - mKy * (Ykn(:, k, n) - fceH(Xkn(:, k, n))) + noise * sqrtm(mQ) * randn(4, 1);%+gauss sum s rozptylem odmocnina mQ
137               Ykn(:, k+1, n) = round(Xkn(1:2, k+1, n) / deltaI) * deltaI; %X kopie do Y se vzorkovanim 0.085               
138               mA(1, 3) = Cb * sin(Xkn(4, k, n));
139               mA(1, 4) = Cb * Xkn(3, k, n) * cos(Xkn(4, k, n));
140               mA(2, 3) = - Cb * cos(Xkn(4, k, n));
141               mA(2, 4) = Cb * Xkn(3, k, n) * sin(Xkn(4, k, n));
142               mA(3, 1) = - Ce * sin(Xkn(4, k, n));
143               mA(3, 2) = Ce * cos(Xkn(4, k, n));
144               mA(3, 4) = - Ce * (Xkn(2, k, n) * sin(Xkn(4, k, n)) + Xkn(1, k, n) * cos(Xkn(4, k, n)));
145               Pkn(:, :, k+1, n) = mA * (Pkn(:, :, k, n) - Pkn(:, :, k, n) * mC' * inv(mRy) * mC * Pkn(:, :, k, n)) * mA' + mQ;
146            end           
147       end
148       Xstripe = mean(Xkn, 3);       
149       Pstripe = mean(Pkn, 4);
150                 
151       for k = K-1:-1:1,
152            gka = k;
153           
154%             1]
155            for n = 1:N,
156               %krive okoli
157               Xkn(1, k, n) = Xstripe(1, k) + rhoi*randn();
158               Xkn(2, k, n) = Xstripe(2, k) + rhoi*randn(); 
159               Xkn(3, k, n) = Xstripe(3, k) + rhoo*randn();
160               Xkn(4, k, n) = Xstripe(4, k) + rhot*randn(); 
161               
162               Ykn(:, k, n) = round(Xkn(1:2, k, n) / deltaI) * deltaI;
163
164               Pkn(:, :, k, n) = Pstripe(:, :, k) .* exp(rhop*randn(4));                 
165            end 
166           
167%             2]
168            for n = 1:N,
169               gnu = n;
170                [Uopt2(:, n), Hmin(n)] = fmincon(@Hamilt, uPi(k, Xkn(:, k, n),Pkn(:, :, k, n)), [], [], [], [], [], [], @Cond2, optimset('GradConstr','on','Display','notify','Algorithm','active-set'));               
171%                 Uopt2(1,n)=sin(2*pi/20*k);
172%                 Z = zeros(101,101);
173%                 ii = 0;
174%                 jj = 0;
175%                 for ii = -50:50,
176%                     for jj = -50:50,
177%                         Z(ii+51,jj+51) = Hamilt([ii,jj]);
178%                     end
179%                 end
180%                 surf(Z);
181            end
182           
183%             3]
184            for n = 1:N,
185               Vn(n) = DELTAt*Hmin(n)/mag + Vtilde(k+1, Xkn(:, k, n), Pkn(:, :, k, n));
186               
187            end
188           
189%             4]
190            %urceni aproximace V Bellmanovy funkce           
191            for n = 1:N,
192                Epsilon(1:4, n) = Xkn(1:4, k, n) - Xstripe(1:4, k);
193                tpdiag = diag(Pkn(:, :, k, n) ./ Pstripe(:, :, k));
194                Epsilon(5:6, n) = tpdiag(3:4);
195            end
196            mFi = matrixFi(Epsilon);
197            FiFiTInvFi = (mFi*mFi')\mFi;
198            Wv(:,k) = FiFiTInvFi * Vn';
199           
200            %urceni aproximace pi rizeni u
201            Kpi_alfa(k) = mean(Uopt2(1,:));               
202            Kpi_beta(k) = mean(Uopt2(2,:));   
203%             mPsi = ones(N,1);
204%             PsiPsiTInvPsi = (mPsi'*mPsi)\mPsi';             
205%             Kpi_alfa(:, k) = PsiPsiTInvPsi * Uopt2(1,:)';   
206%             
207%             mPsi = ones(N,1);
208%             PsiPsiTInvPsi = (mPsi'*mPsi)\mPsi';             
209%             Kpi_beta(:, k) = PsiPsiTInvPsi * Uopt2(2,:)';
210%              mPsi = [sin(squeeze(Xkn(4, k, :))),...1
211%                     cos(squeeze(Xkn(4, k, :))),...2
212%                     (sin(squeeze(Xkn(4, k, :))).^2),...3
213%                     (cos(squeeze(Xkn(4, k, :))).^2)];%4
214%             PsiPsiTInvPsi = (mPsi'*mPsi)\mPsi';             
215%             Kpi_alfa(:, k) = PsiPsiTInvPsi * Uopt2(1,:)';   
216%             
217%             mPsi = [sin(squeeze(Xkn(4, k, :))),...1
218%                     cos(squeeze(Xkn(4, k, :))),...2
219%                     (sin(squeeze(Xkn(4, k, :))).^2),...3
220%                     (cos(squeeze(Xkn(4, k, :))).^2)];%4
221%             PsiPsiTInvPsi = (mPsi'*mPsi)\mPsi';             
222%             Kpi_beta(:, k) = PsiPsiTInvPsi * Uopt2(2,:)';
223%             tmpUfi = squeeze(Xkn(4, k, :) + DELTAt*Xkn(3, k, :));
224%             tmpUamp = sqrt(Uopt2(1,:).^2 + Uopt2(2,:).^2)';
225%             mPsi = [Cd*Cd*squeeze(Xkn(3, k, :)),...1
226%                     Cd*Ce*squeeze(Xkn(2, k, :).*cos(Xkn(4, k, :))),...2
227%                     - Cd*Ce*squeeze(Xkn(1, k, :).*sin(Xkn(4, k, :))),...3
228%                     Ce*Ca*squeeze(Xkn(2, k, :)).*cos(tmpUfi),...4
229%                     - Ce*Cb*squeeze(Xkn(3, k, :).*cos(Xkn(4, k, :))).*cos(tmpUfi),...5
230%                     Ce*Ca*squeeze(Xkn(1, k, :)).*sin(tmpUfi),...6
231%                     Ce*Cb*squeeze(Xkn(3, k, :).*sin(Xkn(4, k, :))).*sin(tmpUfi),...7
232%                     Ce*Cc*squeeze( (cos(tmpUfi)).^2 - (sin(tmpUfi)).^2 ).*tmpUamp,...8                   
233%                     tmpUamp];%9
234%             PsiPsiTInvPsi = (mPsi'*mPsi)\mPsi';             
235%             Kpi(:, k) = PsiPsiTInvPsi * (omega_t_stripe*ones(N, 1));         
236       end       
237    end
238   
239    %%%%%%%%%%%
240    toc
241%     keyboard
242    Kpi_alfa
243    Kpi_beta
244    %vykresleni grafu
245                clf
246                subplot(3,4,3);                       
247                plot(1:K,omega_t_stripe*ones(1,K));
248               
249                Ukn = zeros(2, K, N);
250                for n = 1:N,
251                    Xkn(:, 1, n) = X0;
252                    Ykn(:, 1, n) = Y0;
253                    Pkn(:, :, 1, n) = P0;                   
254                    for k = 1:K-1,
255                       Ukn(:, k, n) = uPi(k, Xkn(:, k, n), Pkn(:, :, k, n));
256                       mRy = mC * Pkn(:, :, k, n) * mC' + mR;
257                       mKy = Pkn(:, :, k, n) * mC' / mRy;
258                       Xkn(:, k+1, n) = fceG(Xkn(:, k, n), Ukn(:, k, n)) - mKy * (Ykn(:, k, n) - fceH(Xkn(:, k, n))) + noise * sqrtm(mQ) * randn(4, 1);%+gauss sum s rozptylem odmocnina mQ
259                       Ykn(:, k+1, n) = round(Xkn(1:2, k+1, n) / deltaI) * deltaI; %X kopie do Y se vzorkovanim 0.085             
260                       mA(1, 3) = Cb * sin(Xkn(4, k, n));
261                       mA(1, 4) = Cb * Xkn(3, k, n) * cos(Xkn(4, k, n));
262                       mA(2, 3) = - Cb * cos(Xkn(4, k, n));
263                       mA(2, 4) = Cb * Xkn(3, k, n) * sin(Xkn(4, k, n));
264                       mA(3, 1) = - Ce * sin(Xkn(4, k, n));
265                       mA(3, 2) = Ce * cos(Xkn(4, k, n));
266                       mA(3, 4) = - Ce * (Xkn(2, k, n) * sin(Xkn(4, k, n)) + Xkn(1, k, n) * cos(Xkn(4, k, n)));
267                       Pkn(:, :, k+1, n) = mA * (Pkn(:, :, k, n) - Pkn(:, :, k, n) * mC' * inv(mRy) * mC * Pkn(:, :, k, n)) * mA' + mQ; 
268                    end
269                   
270                        hold all
271                        subplot(3,4,1);
272                        title('X:i_{\alpha}')
273                        plot(1:K,Xkn(1,:,n))
274                       
275                        hold all
276                        subplot(3,4,2);
277                        title('X:i_{\beta}')
278                        plot(1:K,Xkn(2,:,n))
279                       
280                        hold all
281                        subplot(3,4,3);
282                        title('X:\omega')
283                        plot(1:K,Xkn(3,:,n))
284                       
285                        hold all
286                        subplot(3,4,4);
287                        title('X:\theta')
288                        plot(1:K,Xkn(4,:,n))
289                       
290                        hold all
291                        subplot(3,4,5);
292                        title('Y:i_{\alpha}')
293                        plot(1:K,Ykn(1,:,n))
294                       
295                        hold all
296                        subplot(3,4,6);
297                        title('Y:i_{\beta}')
298                        plot(1:K,Ykn(2,:,n))
299                       
300                        hold all
301                        subplot(3,4,7);
302                        title('u_{\alpha}')
303                        plot(1:K,Ukn(1,:,n))
304                       
305                        hold all
306                        subplot(3,4,8);
307                        title('u_{\beta}')
308                        plot(1:K,Ukn(2,:,n))
309                       
310                        hold all
311                        subplot(3,4,9);
312                        title('P(1, 1)')
313                        plot(1:K,squeeze(Pkn(1, 1, :, n)))
314                       
315                        hold all
316                        subplot(3,4,10);
317                        title('P(2, 2)')
318                        plot(1:K,squeeze(Pkn(2, 2, :, n)))
319                       
320                        hold all
321                        subplot(3,4,11);
322                        title('P(3, 3)')
323                        plot(1:K,squeeze(Pkn(3, 3, :, n)))
324                       
325                        hold all
326                        subplot(3,4,12);
327                        title('P(4, 4)')
328                        plot(1:K,squeeze(Pkn(4, 4, :, n)))
329                end
330               
331                figure
332               
333                for n = 1:N,
334                    Xkn(:, 1, n) = X0;                                         
335                    for k = 1:K-1,
336                       Ukn(:, k, n) = uPi(k, Xkn(:, k, n), zeros(4));                       
337                       Xkn(:, k+1, n) = fceG(Xkn(:, k, n), Ukn(:, k, n)) + noise * sqrtm(mQ) * randn(4, 1);                         
338                    end
339                   
340                        hold all
341                        subplot(2,3,1);
342                        title('X:i_{\alpha}')
343                        plot(1:K,Xkn(1,:,n))
344                       
345                        hold all
346                        subplot(2,3,2);
347                        title('X:i_{\beta}')
348                        plot(1:K,Xkn(2,:,n))
349                       
350                        hold all
351                        subplot(2,3,3);
352                        title('X:\omega')
353                        plot(1:K,Xkn(3,:,n))
354                       
355                        hold all
356                        subplot(2,3,4);
357                        title('X:\theta')
358                        plot(1:K,Xkn(4,:,n))                       
359                       
360                        hold all
361                        subplot(2,3,5);
362                        title('u_{\alpha}')
363                        plot(1:K,Ukn(1,:,n))
364                       
365                        hold all
366                        subplot(2,3,6);
367                        title('u_{\beta}')
368                        plot(1:K,Ukn(2,:,n))         
369                       
370                end
371               
372    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
373    %pomocne funkce
374   
375    function [val_uPi] = uPi(k_uPi, x_uPi, p_uPi)
376        val_uPi = zeros(2, 1);
377        val_uPi(1) = Kpi_alfa(k_uPi);
378        val_uPi(2) = Kpi_beta(k_uPi);     
379%         val_uPi(1) = Kpi_alfa(1, k_uPi)*sin(x_uPi(4)) + Kpi_alfa(2, k_uPi)*cos(x_uPi(4)) + Kpi_alfa(3, k_uPi)*(sin(x_uPi(4)))^2 + Kpi_alfa(4, k_uPi)*(cos(x_uPi(4)))^2;
380%         val_uPi(2) = Kpi_beta(1, k_uPi)*sin(x_uPi(4)) + Kpi_beta(2, k_uPi)*cos(x_uPi(4)) + Kpi_beta(3, k_uPi)*(sin(x_uPi(4)))^2 + Kpi_beta(4, k_uPi)*(cos(x_uPi(4)))^2;
381%         tmpfi = x_uPi(4) + DELTAt*x_uPi(3);
382%         tmpw = ( omega_t_stripe - Cd*(Kpi(1, k_uPi)*Cd*x_uPi(3) + Kpi(2, k_uPi)*Ce*x_uPi(2)*cos(x_uPi(4)) - Kpi(3, k_uPi)*Ce*x_uPi(1)*sin(x_uPi(4)))...
383%                - Ce*( (Kpi(4, k_uPi)*Ca*x_uPi(2) - Kpi(5, k_uPi)*Cb*x_uPi(3)*cos(x_uPi(4)))*cos(tmpfi)...
384%                      -(Kpi(6, k_uPi)*Ca*x_uPi(1) + Kpi(7, k_uPi)*Cb*x_uPi(3)*sin(x_uPi(4)))*sin(tmpfi) ) ) /...
385%                (Kpi(8, k_uPi)*Ce*Cc*( (cos(tmpfi))^2 - (sin(tmpfi))^2 ) + Kpi(9, k_uPi));
386%           
387%         if(tmpw > cC1)
388%             tmpw = cC1;
389%         elseif(tmpw < - cC1)
390%             tmpw = -cC1;
391%         end
392%         val_uPi(1) = tmpw*sin(tmpfi);
393%         val_uPi(2) = tmpw*cos(tmpfi);
394    end
395 
396    function [val_ham] = Hamilt(u_ham)             
397               mRy = mC * Pkn(:, :, gka, gnu) * mC' + mR;
398               mKy = Pkn(:, :, gka, gnu) * mC' / mRy;
399               tXkn = fceG(Xkn(:, gka, gnu), u_ham) - mKy * (Ykn(:, gka, gnu) - fceH(Xkn(:, gka, gnu)));
400               mA(1, 3) = Cb * sin(Xkn(4, gka, gnu));
401               mA(1, 4) = Cb * Xkn(3, gka, gnu) * cos(Xkn(4, gka, gnu));
402               mA(2, 3) = - Cb * cos(Xkn(4, gka, gnu));
403               mA(2, 4) = Cb * Xkn(3, gka, gnu) * sin(Xkn(4, gka, gnu));
404               mA(3, 1) = - Ce * sin(Xkn(4, gka, gnu));
405               mA(3, 2) = Ce * cos(Xkn(4, gka, gnu));
406               mA(3, 4) = - Ce * (Xkn(2, gka, gnu) * sin(Xkn(4, gka, gnu)) + Xkn(1, gka, gnu) * cos(Xkn(4, gka, gnu)));
407               tPkn = mA * (Pkn(:, :, gka, gnu) - Pkn(:, :, gka, gnu) * mC' * inv(mRy) * mC * Pkn(:, :, gka, gnu)) * mA' + mQ;                 
408               tf = zeros(6,1);
409               tf(1:4) = tXkn;
410               tfpdiag = diag(tPkn);
411               tf(5:6) = tfpdiag(3:4);
412               
413%                loss = (tXkn(3) - omega_t_stripe)^2;
414%                loss = (Cd * Xkn(3, gka, gnu) + Ce * ((Ca * Xkn(2, gka, gnu) - Cb * Xkn(3, gka, gnu) * cos(Xkn(4, gka, gnu)) + Cc * u_ham(2)) * cos(Xkn(4, gka, gnu)) - (Ca * Xkn(1, gka, gnu) + Cb * Xkn(3, gka, gnu) * sin(Xkn(4, gka, gnu)) + Cc * u_ham(1)) * sin(Xkn(4, gka, gnu))) - omega_t_stripe)^2;
415%                if(gka == 1)
416%                  loss = (tXkn(3) - omega_t_stripe)^2;
417%                else
418%                  loss = (Cd * Xkn(3, gka, gnu) + Ce * ((Ca * Xkn(2, gka-1, gnu) - Cb * Xkn(3, gka-1, gnu) * cos(Xkn(4, gka-1, gnu)) + Cc * u_ham(2)) * cos(Xkn(4, gka, gnu)) - (Ca * Xkn(1, gka-1, gnu) + Cb * Xkn(3, gka-1, gnu) * sin(Xkn(4, gka-1, gnu)) + Cc * u_ham(1)) * sin(Xkn(4, gka, gnu))) - omega_t_stripe)^2; 
419%                end
420%                loss = (Cd * tXkn(3) + Ce * ((Ca * Xkn(2, gka, gnu) - Cb * Xkn(3, gka, gnu) * cos(Xkn(4, gka, gnu)) + Cc * u_ham(2)) * cos(tXkn(4)) - (Ca * Xkn(1, gka, gnu) + Cb * Xkn(3, gka, gnu) * sin(Xkn(4, gka, gnu)) + Cc * u_ham(1)) * sin(tXkn(4))) - omega_t_stripe)^2; 
421
422
423%                loss = loss + cPenPsi*(u_ham(1)^2 + u_ham(2)^2);
424               loss = ( Cd*(Cd*Xkn(3, gka, gnu)...
425                          + Ce*Xkn(2, gka, gnu)*cos(Xkn(4, gka, gnu))...
426                          - Ce*Xkn(1, gka, gnu)*sin(Xkn(4, gka, gnu)))...
427                      + Ce*( (Ca*Xkn(2, gka, gnu) - Cb*Xkn(3, gka, gnu)*cos(Xkn(4, gka, gnu)) )*cos(Xkn(4, gka, gnu)+DELTAt*Xkn(3, gka, gnu))...
428                            -(Ca*Xkn(1, gka, gnu) + Cb*Xkn(3, gka, gnu)*sin(Xkn(4, gka, gnu)) )*sin(Xkn(4, gka, gnu)+DELTAt*Xkn(3, gka, gnu)))...
429                      + Ce*Cc*u_ham(2)*cos(Xkn(4, gka, gnu)+DELTAt*Xkn(3, gka, gnu))...
430                      - Ce*Cc*u_ham(1)*sin(Xkn(4, gka, gnu)+DELTAt*Xkn(3, gka, gnu))...
431                      - omega_t_stripe )^2;
432               
433               val_ham = mag*(loss + tf' * Vtilde_dx(gka+1, Xkn(:, gka, gnu), Pkn(:, :, gka, gnu)) + 1/2 * trace(mQ * Vtilde_dx_dx(gka+1)));
434                                         
435    end
436
437    function [val_Vt] = Vtilde(k_Vt, x_Vt, p_Vt)
438        if(k_Vt == K)
439            val_Vt = h_bel;
440        else
441            Epsl = zeros(6, 1);           
442            Epsl(1:4) = x_Vt(1:4) - Xstripe(1:4, k_Vt);
443            tpdiag = diag(p_Vt ./ Pstripe(:, :, k)); 
444            Epsl(5:6) = tpdiag(3:4);               
445           
446            val_Vt = vectFi(Epsl)' * Wv(:,k_Vt);
447        end
448    end
449
450    function [val_Vt] = Vtilde_dx(k_Vt, x_Vt, p_Vt)
451        if(k_Vt == K)
452            val_Vt = h_beldx;
453        else
454             Epsl = zeros(6, 1);           
455             Epsl(1:4) = x_Vt(1:4) - Xstripe(1:4, k_Vt);
456             tpdiag = diag(p_Vt ./ Pstripe(:, :, k)); 
457             Epsl(5:6) = tpdiag(3:4);
458               
459            val_Vt = difFi(Epsl)' * Wv(:,k_Vt);
460        end
461    end
462
463    function [val_Fi] = vectFi(x_Fi)
464        val_Fi = [ ...
465                   1; ...                       %1
466                   x_Fi(1); ...                 %Xi pro 1-4
467                   x_Fi(2); ...
468                   x_Fi(3); ...
469                   x_Fi(4); ...
470                   log(x_Fi(5)); ...            %ln Xi pro 5-8 tj diagonala matice Pt 4x4
471                   log(x_Fi(6)); ...                   
472                   x_Fi(1)^2; ...               %kvadraticke cleny jen v Xi 1-4 a kombinovane
473                   x_Fi(1)*x_Fi(2); ...
474                   x_Fi(1)*x_Fi(3); ...
475                   x_Fi(1)*x_Fi(4); ...
476                   x_Fi(1)*log(x_Fi(5)); ...
477                   x_Fi(1)*log(x_Fi(6)); ...                   
478                   x_Fi(2)^2; ...
479                   x_Fi(2)*x_Fi(3); ...
480                   x_Fi(2)*x_Fi(4); ...
481                   x_Fi(2)*log(x_Fi(5)); ...
482                   x_Fi(2)*log(x_Fi(6)); ...                   
483                   x_Fi(3)^2; ...
484                   x_Fi(3)*x_Fi(4); ...
485                   x_Fi(3)*log(x_Fi(5)); ...
486                   x_Fi(3)*log(x_Fi(6)); ...                   
487                   x_Fi(4)^2; ...
488                   x_Fi(4)*log(x_Fi(5)); ...
489                   x_Fi(4)*log(x_Fi(6)); ...                   
490                 ];
491    end
492
493    function [val_Fi] = matrixFi(x_Fi)
494        val_Fi = [ ...
495                   ones(1, N); ...                      %1
496           x_Fi(1, :); ...                      %Xi pro 1-4
497           x_Fi(2, :); ...
498                   x_Fi(3, :); ...
499           x_Fi(4, :); ...
500           log(x_Fi(5, :)); ...         %ln Xi pro 5-8 tj diagonala matice Pt 4x4
501           log(x_Fi(6, :)); ...                   
502                   x_Fi(1, :).^2; ...           %kvadraticke cleny jen v Xi 1-4 a kombinovane
503           x_Fi(1, :).*x_Fi(2, :); ...
504           x_Fi(1, :).*x_Fi(3, :); ...
505           x_Fi(1, :).*x_Fi(4, :); ...
506                   x_Fi(1, :).*log(x_Fi(5, :)); ...
507           x_Fi(1, :).*log(x_Fi(6, :)); ...
508           x_Fi(2, :).^2; ...
509           x_Fi(2, :).*x_Fi(3, :); ...
510           x_Fi(2, :).*x_Fi(4, :); ...
511                   x_Fi(2, :).*log(x_Fi(5, :)); ...
512           x_Fi(2, :).*log(x_Fi(6, :)); ...           
513           x_Fi(3, :).^2; ...
514           x_Fi(3, :).*x_Fi(4, :); ...
515                   x_Fi(3, :).*log(x_Fi(5, :)); ...
516           x_Fi(3, :).*log(x_Fi(6, :)); ...
517           x_Fi(4, :).^2; ...
518                   x_Fi(4, :).*log(x_Fi(5, :)); ...
519           x_Fi(4, :).*log(x_Fi(6, :)); ...           
520                 ];
521
522    end
523
524    function [val_Fi] = difFi(x_Fi)
525        val_Fi = [ ...
526                   0 0 0 0 0 0; ...1                   
527           1 0 0 0 0 0; ...2                   
528           0 1 0 0 0 0; ...3
529                   0 0 1 0 0 0; ...4
530           0 0 0 1 0 0; ...5
531           0 0 0 0 1/x_Fi(5) 0; ...6           
532           0 0 0 0 0 1/x_Fi(6); ...7               
533                   2*x_Fi(1) 0 0 0 0 0; ...8           
534           x_Fi(2) x_Fi(1) 0 0 0 0; ...9
535           x_Fi(3) 0 x_Fi(1) 0 0 0; ...10
536           x_Fi(4) 0 0 x_Fi(1) 0 0; ...11
537                   log(x_Fi(5)) 0 0 0 x_Fi(1)/x_Fi(5) 0; ...12
538           log(x_Fi(6)) 0 0 0 0 x_Fi(1)/x_Fi(6); ...13           
539           0 2*x_Fi(2) 0 0 0 0; ...14
540           0 x_Fi(3) x_Fi(2) 0 0 0; ...15
541           0 x_Fi(4) 0 x_Fi(2) 0 0; ...16
542                   0 log(x_Fi(5)) 0 0 x_Fi(2)/x_Fi(5) 0; ...17
543           0 log(x_Fi(6)) 0 0 0 x_Fi(2)/x_Fi(6); ...18           
544           0 0 2*x_Fi(3) 0 0 0; ...19
545           0 0 x_Fi(4) x_Fi(3) 0 0; ...20
546                   0 0 log(x_Fi(5)) 0 x_Fi(3)/x_Fi(5) 0; ...21
547           0 0 log(x_Fi(6)) 0 0 x_Fi(3)/x_Fi(6); ...22
548           0 0 0 2*x_Fi(4) 0 0; ...23
549                   0 0 0 log(x_Fi(5)) x_Fi(4)/x_Fi(5) 0; ...24
550           0 0 0 log(x_Fi(6)) 0 x_Fi(4)/x_Fi(6); ...25           
551                 ];
552    end
553
554    function [valvt] = Vtilde_dx_dx(kin)
555        if(kin == K)
556           valvt = h_beldxdx;
557        else
558           valvt = Wv(8, kin)*diag([2 0 0 0]) +...
559                   Wv(9, kin)*[0 1 0 0; 1 0 0 0; 0 0 0 0; 0 0 0 0] +...
560                   Wv(10, kin)*[0 0 1 0; 0 0 0 0; 1 0 0 0; 0 0 0 0] +...
561                   Wv(11, kin)*[0 0 0 1; 0 0 0 0; 0 0 0 0; 1 0 0 0] +...
562                   Wv(14, kin)*diag([0 2 0 0]) +...
563                   Wv(15, kin)*[0 0 0 0; 0 0 1 0; 0 1 0 0; 0 0 0 0] +...
564                   Wv(16, kin)*[0 0 0 0; 0 0 0 1; 0 0 0 0; 0 1 0 0] +...
565                   Wv(19, kin)*diag([0 2 0 0]) +...
566                   Wv(20, kin)*[0 0 0 0; 0 0 0 0; 0 0 0 1; 0 0 1 0] +...
567                   Wv(23, kin)*diag([0 2 0 0]);
568        end
569    end
570       
571    function [c, ceq, GC, GCeq] = Cond2(x)
572        c = x(1)*x(1) + x(2)*x(2) - cC1^2;
573    ceq = [];
574    GC = [2*x(1); 2*x(2)];
575        GCeq = [];
576    end
577
578    function [x_ret] = fceG(x_in, u_in)
579        x_ret = zeros(4, 1);
580        x_ret(1) = Ca * x_in(1) + Cb * x_in(3) * sin(x_in(4)) + Cc * u_in(1);
581        x_ret(2) = Ca * x_in(2) - Cb * x_in(3) * cos(x_in(4)) + Cc * u_in(2);
582        x_ret(3) = Cd * x_in(3) + Ce * (x_in(2) * cos(x_in(4)) - x_in(1) * sin(x_in(4)));
583        x_ret(4) = x_in(4) + x_in(3) * DELTAt;
584    end
585
586    function [y_ret] = fceH(x_in)
587        y_ret = zeros(2, 1);
588        y_ret(1) = x_in(1);
589        y_ret(2) = x_in(2);
590    end
591
592end
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