7eed073e511862e068e24b3dc8f0d373d456dfc9
[scilab.git] / scilab / modules / cacsd / demos / pendulum / graphics.sci
1 //
2 // Scilab ( http://www.scilab.org/ ) - This file is part of Scilab
3 // Copyright (C) ????-2008 - INRIA
4 //
5 // This file is distributed under the same license as the Scilab package.
6 //
7
8  function P=initialize_display(xg,teta)
9    clf();a=gca();a.isoview='on';
10    f=gcf();f.pixmap='on'
11    a.data_bounds=[-0.4 -0.2;0.4 0.3];
12    y1=0;lb=l;hc=0.05;lc=0.1;teta=.25;r=0.013
13    P=build_pendulum([xg,y1],[lc,hc,lb,teta,r])
14    xsegs([-0.4 0.4],[y1-2*r y1-2*r]);
15    show_pixmap()
16  endfunction
17
18
19 function [P]=dpnd()
20 //dpnd() scheme of experiment
21 //!
22   set figure_style new
23   clf();a=gca();a.isoview='on';
24   f = gcf() ; f.figure_size = [640,480];
25   a.data_bounds=[0 0;100 100];
26   xg=40;y1=25;lb=40;hc=10;lc=20;teta=.25;r=2.5;
27   P=build_pendulum([xg,y1],[lc,hc,lb,teta,r])
28  
29   //the floor
30   xarrows([10 90],[y1-5 y1-5],50); xstring(90,y1,'x')
31   
32   // the force
33   yg=y1+hc/2, 
34   x2=xg+lc/2;
35   xarrows([x2 x2+10],[yg yg],50);
36   xstring(x2+20,yg,'u (force)',0,0);
37   
38   // the vertical
39   y2=y1+hc;
40   xsegs([xg xg],[y2 y2+lb]);e=gce();e.line_style=2;
41   
42   // the angle teta
43   xstring(xg+lb*sin(teta)/2,y2+lb*cos(teta),'a',0,0);
44   e=gce();e.font_size=3;
45   
46   //the diff�rential equations
47   xstring(5,-6,['a'''' = (-sin(a)*cos(a)*(m/(m+M))*a''^2 + 2/(mb*l)*(sin(a)*m*g - qm*cos(a)*u))/d'
48                 'x'''' =  (u+m*(l/2)*(sin(a)a''^2-cos(a)*a''''))/(m+M);'
49                 'm: weight of the pendulum'
50                 'M: weight of the cart'
51                 'l: length of the pendulum'])
52 endfunction
53
54 function P=build_pendulum(o,params)
55   xg=o(1)
56   y1=o(2)
57   lc=params(1) //width of the cart
58   hc=params(2) //height of the cart
59   lb=params(3) //length of the pendulum
60   teta=params(4) //angle  of the pendulum
61   r=params(5) //radius of wires
62   y2=y1+hc;
63   x2=xg+lc/2;
64   x1=xg-lc/2;
65   
66   //cart
67   xrect([xg-lc/2,y1+hc,lc,hc]);e1=gce();
68   xfarcs([x1+lc/10-r;y1;2*r;2*r;0;360*64],1);e2=gce();
69   xfarcs([x2-2*r+lc/10-r;y1;2*r;2*r;0;360*64],1);e3=gce();
70
71   //pendulum
72   xsegs([xg,xg+lb*sin(teta)],[y2,y2+lb*cos(teta)]),
73   e4=gce();e4.thickness=2;
74   P=glue([e4 e3 e2 e1])
75   P.user_data=[xg,lb]
76 endfunction
77  
78 function P=set_pendulum(P,x,theta)
79   p=P.user_data
80   xg=p(1);lb=p(2);
81   drawlater()
82   //translation
83   e=P.children(1);e.data(1)=e.data(1)+x-xg;
84   e=P.children(2).children;e.data(1)=e.data(1)+x-xg;
85   e=P.children(3).children;e.data(1)=e.data(1)+x-xg;
86   e=P.children(4);e.data(:,1)=e.data(:,1)+x-xg;
87   
88    //change the pendulum angle
89   e.data(2,:)=e.data(1,:)+[lb*sin(theta) lb*cos(theta)];
90   P.user_data(1)=x
91   drawnow()
92   show_pixmap()
93 endfunction
94
95
96 function draw1()
97   f=gcf();f.figure_position=[10 10];xselect()
98   clf();f.background=color('gray');
99   f.pixmap='on';drawlater()
100   f.figure_size=[850,650];
101   y=y(:,1:70);  n=size(y,2);
102   a1=gca();sca(a1);
103   a1.axes_bounds=[0 0 0.5 0.5];
104   a1.data_bounds=[1,min(y(1,:));n max(y(1,:))];
105   a1.axes_visible='on';
106   a1.x_label.text='t';
107   a1.y_label.text='position';
108   p1=xpoly(1,y(1,1));p1=gce();
109
110   a2=newaxes();sca(a2);
111   a2.axes_bounds=[0.5,0,0.5,0.5];
112   a2.data_bounds=[1,min(y(2,:));n max(y(2,:))];
113   a2.axes_visible='on';
114   a2.x_label.text='t';
115   a2.y_label.text='theta';
116   xpoly(1,y(2,1));;p2=gce();
117
118   a3=newaxes();
119   a3.axes_bounds= [0,0.5,1,0.5];
120   a3.isoview='on';
121   a3.data_bounds=[-0.4 -0.1;0.4 0.4];
122   y1=0;lb=l;hc=0.05;lc=0.1;teta=100*y(2,1);r=0.013;xg=100*y(1,1);
123   sca(a3);
124   P=build_pendulum([xg,y1],[lc,hc,lb,teta,r])
125   xsegs([-0.4 0.4],[y1-2*r y1-2*r]);
126
127   show_pixmap();drawnow()
128
129
130   for k=1:size(y,2)
131     drawlater()
132     xx=100*y(1,k);tt=100*y(2,k);
133     p1.data=[p1.data;k,y(1,k)];
134     p2.data=[p2.data;k,y(2,k)];
135     P=set_pendulum(P,xx,tt);
136   end
137   f.pixmap='off'
138 endfunction
139
140 function draw2()
141   f=gcf();f.figure_position=[10 10];xselect()
142   clf();f.background=color('gray');
143   f.pixmap='on';drawlater()
144   f.figure_size=[850,650];
145   
146   yd=yd(:,1:100);  n=size(yd,2);
147   c = kr*yd(5:8,:) //control
148   theta = yd(3,:) //angle
149   thetaE= yd(7,:) // estimated angle
150   x = yd(1,:)
151   
152   a1=gca();sca(a1);
153   a1.axes_bounds=[0 0 0.5 0.5];
154   a1.data_bounds=[min(t1),min(c);t1(n) max(c)];
155   a1.axes_visible='on';
156   a1.x_label.text='time';
157   a1.y_label.text='Control (u)';
158   p1=xpoly(t1(1),c(1));p1=gce();
159
160   a2=newaxes();sca(a2);
161   a2.axes_bounds=[0.5,0,0.5,0.5];
162   a2.data_bounds=[t1(1),min([theta thetaE]);t1(n) max([theta thetaE])];
163   a2.axes_visible='on';
164   a2.x_label.text='t';
165   a2.y_label.text='theta';
166   xpoly(t1(1),theta(1));p2=gce();
167   xpoly(t1(1),thetaE(1));p3=gce();p3.line_style=2;
168
169   a3=newaxes();
170   a3.axes_bounds= [0,0.5,1,0.5];
171   a3.isoview='on';
172   a3.data_bounds=[-0.4 -0.1;0.4 0.4];
173   y1=0;lb=l;hc=0.05;lc=0.1;;r=0.013;
174   sca(a3);
175   P=build_pendulum([100*x(1),y1],[lc,hc,lb,100*theta(1),r])
176   xsegs([-0.4 0.4],[y1-2*r y1-2*r]);
177
178   show_pixmap();drawnow()
179
180   for k=1:n
181     drawlater()
182     xx=x(k);tt=theta(k);
183     p1.data=[p1.data;t1(k),c(k)];
184     p2.data=[p2.data;t1(k),theta(k)];
185     p3.data=[p3.data;t1(k),thetaE(k)];
186     P=set_pendulum(P,xx,tt);
187   end
188   f.pixmap='off'
189   
190 endfunction