Создание графиков в pygame

@KolesnikovIgor · Регистрация: 05.12.2016

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Здравствуйте! Написал программу для управления обратным маятником. Пользовался библиотекой pygame, т.к. очень удобно рисовать с помощью неё обратный маятник. Осталось добавить графики phi от dt и x от dt. Пытался сделать их с помощью pygame, но ничего не выходит. Помогите построить графики, пожалуйста!

Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
from math import *
import pygame
import numpy as np
 
dt = 0.01
g = 9.81
l = 1.0
m = 1.0
 
global k1, k2, k3
k1 = 5000 #пропорциональный коэффициент
k2 = 100 #дифференциальный коэффициент
k3 = 1 #интегральный коэффициент
 
clock = pygame.time.Clock()
pygame.init()
size = (width, height) = (1200, 600)
screen = pygame.display.set_mode(size)
 
 
class Pendulum:
    def __init__(self, x0, y0, phi0):
        self.phi0 = phi0
        self.phi = phi0
        self.velocity = 0
        self.x0 = x0
        self.y0 = y0
        self.x0_vel = 0
        self.x = x0 + 250.0 * sin(phi0)
        self.y = y0 + 250.0 * cos(phi0)
 
        self.t = dt
        self.t = np.arange(0, 30, 0.01)
 
    def move(self, control):
        self.phi = atan2(self.x - self.x0, self.y - self.y0) #arctg(y/x)
        d_velocity = -g * sin(self.phi) * dt / l
        self.velocity += d_velocity
        d_phi = dt * self.velocity
        self.phi += d_phi
        self.x = self.x0 + 250.0 * sin(self.phi)
        self.y = self.y0 + 250.0 * cos(self.phi)
 
        d_x0_vel = dt * control
        self.x0_vel += d_x0_vel
        dx0 = dt * self.x0_vel
        self.x0 += dx0
 
        if self.x0 > 1200 or self.x0 < 0:
            self.x0 -= dx0
 
    def draw(self):
        pygame.draw.circle(screen, (0, 0, 0), [int(self.x0), int(self.y0)], 5)
        pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), [self.x0, self.y0], [self.x, self.y], 2)
        pygame.draw.circle(screen, (255, 0, 0), [int(self.x), int(self.y)], 10)
        pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), [0, self.y0], [1200, self.y0], 3)
        #pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), [0, 1000], [1000, self.phi], 3)
 
 
class PID:
    def __init__(self, k1, k2, k3, pendulum):
        self.k1 = k1
        self.k2 = k2
        self.k3 = k3
        self.p = pendulum
        self.error = pi - self.p.phi
        self.derivative = 0
        self.integral = 0
 
    def update(self):
        self.k1 = k1
        self.k2 = k2
        self.k3 = k3
 
        tmp = self.error
        self.error = copysign(1, p.phi) * (pi - abs(self.p.phi)) + (self.p.x0 - 600) / 10000
        diff = self.error - tmp
        self.derivative = diff / dt
        self.integral += tmp
 
    # print self.error
    def output(self):
        return self.k1 * self.error + self.k2 * self.derivative + self.k3 * self.integral
 
 
def pid_tune(pid):
    global k1, k2, k3
    # new_pend = Pendulum(pend.x0, pend.y0, pend.phi)
    # new_pid = PID(pid.k1, pid.k2, pid.k3, new_pend)
    # new_pid.derivative = pid.derivative
    # new_pid.integral = pid.integral
    n_params = 3
    init_params = [pid.k1, pid.k2, pid.k3]
    params = [0.0 for i in range(n_params)]
 
    for i in range(n_params):
        params[i] = init_params[i]
 
 
def draw_text():
    myfont = pygame.font.SysFont("monospace", 15)
    label1 = myfont.render("Пропорциональный коэффициент: %d" % k1, 1, (255, 0, 0))
    screen.blit(label1, (100, 500))
    label2 = myfont.render("Дифференциальный коэффициент: %d" % k2, 1, (255, 0, 0))
    screen.blit(label2, (100, 520))
    label3 = myfont.render("Интегральный коэффициент: %.1f" % k3, 1, (255, 0, 0))
    screen.blit(label3, (100, 540))
 
 
def make_buttons(k1, k2, k3, pid):
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 255), [320, 500, 90, 15]) #k1+
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 255), [420, 500, 90, 15]) #k1-
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 255), [320, 520, 90, 15]) #k2+
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 255), [420, 520, 90, 15]) #k2-
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 255), [320, 540, 90, 15]) #k3+
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 255), [420, 540, 90, 15]) #k3-
 
    myfont = pygame.font.SysFont("monospace", 15)
    label1 = myfont.render("Повысить", 1, (255, 255, 255))
    label2 = myfont.render("Понизить", 1, (255, 255, 255))
    screen.blit(label1, (320, 500))
    screen.blit(label2, (420, 500))
    screen.blit(label1, (320, 520))
    screen.blit(label2, (420, 520))
    screen.blit(label1, (320, 540))
    screen.blit(label2, (420, 540))
 
    if pygame.mouse.get_pressed()[0]:
        (pos1, pos2) = pygame.mouse.get_pos()
        if 320 <= pos1 <= 410 and 500 <= pos2 <= 515:
            k1 += 10
        elif 420 <= pos1 <= 490 and 500 <= pos2 <= 515:
            k1 -= 10
        elif 320 <= pos1 <= 410 and 520 <= pos2 <= 535:
            k2 += 1
        elif 420 <= pos1 <= 490 and 520 <= pos2 <= 535:
            k2 -= 1
        elif 320 <= pos1 <= 410 and 540 <= pos2 <= 555:
            k3 += 0.1
        elif 420 <= pos1 <= 490 and 540 <= pos2 <= 555:
            k3 -= 0.1
        elif 600 <= pos1 <= 720 and 500 <= pos2 <= 555:
            pid_tune(pid)
 
    return k1, k2, k3
 
 
p = Pendulum(600, 300, pi - pi / 10)
pid = PID(k1, k2, k3, p)
while 1:
    screen.fill((255, 255, 255))
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            pygame.quit()
    pid.update()
    p.move(pid.output())
    p.draw()
    draw_text()
    (k1, k2, k3) = make_buttons(k1, k2, k3, pid)
 
    clock.tick(60)
    pygame.display.flip()

@alex925 · 22.05.2017, 09:48

KolesnikovIgor, Для построение графиков есть специальная библиотека matplotlib, рисуют графики ей. Не надо заниматься порнографией.

@KolesnikovIgor · 22.05.2017, 16:26 **[ТС]**

Здравствуйте! Нужно создать 2 графика: phi от t и velocity от t, причём графики должны строиться во время движения обратного маятника, то есть быть ещё и анимированными, чтобы можно было отследить, как меняется угол отклонения обратного маятника и скорость тележки со временем.

Вот мой код с моделью обратного маятника:

Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
from math import *
import pygame
import numpy as np
 
dt = 0.01
g = 9.81
l = 1.0
m = 1.0
 
global k1, k2, k3
k1 = 5000 #пропорциональный коэффициент
k2 = 100 #дифференциальный коэффициент
k3 = 1 #интегральный коэффициент
 
clock = pygame.time.Clock()
pygame.init()
size = (width, height) = (1200, 600)
screen = pygame.display.set_mode(size)
 
 
class Pendulum:
    def __init__(self, x0, y0, phi0):
        self.phi0 = phi0
        self.phi = phi0
        self.velocity = 0
        self.x0 = x0
        self.y0 = y0
        self.x0_vel = 0
        self.x = x0 + 250.0 * sin(phi0)
        self.y = y0 + 250.0 * cos(phi0)
 
        self.t = dt
        self.t = np.arange(0, 30, 0.01)
 
    def move(self, control):
        self.phi = atan2(self.x - self.x0, self.y - self.y0) #arctg(y/x)
        d_velocity = -g * sin(self.phi) * dt / l
        self.velocity += d_velocity
        d_phi = dt * self.velocity
        self.phi += d_phi
        self.x = self.x0 + 250.0 * sin(self.phi)
        self.y = self.y0 + 250.0 * cos(self.phi)
 
        d_x0_vel = dt * control
        self.x0_vel += d_x0_vel
        dx0 = dt * self.x0_vel
        self.x0 += dx0
 
        if self.x0 > 1200 or self.x0 < 0:
            self.x0 -= dx0
 
    def draw(self):
        pygame.draw.circle(screen, (0, 0, 0), [int(self.x0), int(self.y0)], 5)
        pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), [self.x0, self.y0], [self.x, self.y], 2)
        pygame.draw.circle(screen, (255, 0, 0), [int(self.x), int(self.y)], 10)
        pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), [0, self.y0], [1200, self.y0], 3)
 
 
class PID:
    def __init__(self, k1, k2, k3, pendulum):
        self.k1 = k1
        self.k2 = k2
        self.k3 = k3
        self.p = pendulum
        self.error = pi - self.p.phi
        self.derivative = 0
        self.integral = 0
 
    def update(self):
        self.k1 = k1
        self.k2 = k2
        self.k3 = k3
 
        tmp = self.error
        self.error = copysign(1, p.phi) * (pi - abs(self.p.phi)) + (self.p.x0 - 600) / 10000
        diff = self.error - tmp
        self.derivative = diff / dt
        self.integral += tmp
 
    # print self.error
    def output(self):
        return self.k1 * self.error + self.k2 * self.derivative + self.k3 * self.integral
 
 
def pid_tune(pid):
    global k1, k2, k3
    # new_pend = Pendulum(pend.x0, pend.y0, pend.phi)
    # new_pid = PID(pid.k1, pid.k2, pid.k3, new_pend)
    # new_pid.derivative = pid.derivative
    # new_pid.integral = pid.integral
    n_params = 3
    init_params = [pid.k1, pid.k2, pid.k3]
    params = [0.0 for i in range(n_params)]
 
    for i in range(n_params):
        params[i] = init_params[i]
 
 
def draw_text():
    myfont = pygame.font.SysFont("monospace", 15)
    label1 = myfont.render("Пропорциональный коэффициент: %d" % k1, 1, (255, 0, 0))
    screen.blit(label1, (100, 500))
    label2 = myfont.render("Дифференциальный коэффициент: %d" % k2, 1, (255, 0, 0))
    screen.blit(label2, (100, 520))
    label3 = myfont.render("Интегральный коэффициент: %.1f" % k3, 1, (255, 0, 0))
    screen.blit(label3, (100, 540))
 
 
def make_buttons(k1, k2, k3, pid):
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 255), [320, 500, 90, 15]) #k1+
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 255), [420, 500, 90, 15]) #k1-
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 255), [320, 520, 90, 15]) #k2+
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 255), [420, 520, 90, 15]) #k2-
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 255), [320, 540, 90, 15]) #k3+
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 255), [420, 540, 90, 15]) #k3-
 
    myfont = pygame.font.SysFont("monospace", 15)
    label1 = myfont.render("Повысить", 1, (255, 255, 255))
    label2 = myfont.render("Понизить", 1, (255, 255, 255))
    screen.blit(label1, (320, 500))
    screen.blit(label2, (420, 500))
    screen.blit(label1, (320, 520))
    screen.blit(label2, (420, 520))
    screen.blit(label1, (320, 540))
    screen.blit(label2, (420, 540))
 
    if pygame.mouse.get_pressed()[0]:
        (pos1, pos2) = pygame.mouse.get_pos()
        if 320 <= pos1 <= 410 and 500 <= pos2 <= 515:
            k1 += 10
        elif 420 <= pos1 <= 490 and 500 <= pos2 <= 515:
            k1 -= 10
        elif 320 <= pos1 <= 410 and 520 <= pos2 <= 535:
            k2 += 1
        elif 420 <= pos1 <= 490 and 520 <= pos2 <= 535:
            k2 -= 1
        elif 320 <= pos1 <= 410 and 540 <= pos2 <= 555:
            k3 += 0.1
        elif 420 <= pos1 <= 490 and 540 <= pos2 <= 555:
            k3 -= 0.1
        elif 600 <= pos1 <= 720 and 500 <= pos2 <= 555:
            pid_tune(pid)
 
    return k1, k2, k3
 
 
p = Pendulum(600, 300, pi - pi / 10)
pid = PID(k1, k2, k3, p)
while 1:
    screen.fill((255, 255, 255))
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            pygame.quit()
    pid.update()
    p.move(pid.output())
    p.draw()
    draw_text()
    (k1, k2, k3) = make_buttons(k1, k2, k3, pid)
 
    clock.tick(60)
    pygame.display.flip()

Помогите, пожалуйста! Питон для меня новый язык. Знаю пока только основные библиотеки и недавно познакомился с pygame, но в pygame график построить не удаётся, а matplotlib недостаточно

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Восстановить юзерскрипты Greasemonkey из бэкапа браузера damix 15.01.2026 Если восстановить из бэкапа профиль Firefox после переустановки винды, то список юзерскриптов в Greasemonkey будет пустым. Но восстановить их можно так. Для этого понадобится консольная утилита. . .	Изучаю kubernetes lagorue 13.01.2026 А пригодятся-ли мне знания kubernetes в России?	Сукцессия микоризы: основная теория в виде двух уравнений. anaschu 11.01.2026 https:/ / rutube. ru/ video/ 7a537f578d808e67a3c6fd818a44a5c4/	WordPad для Windows 11 Jel 10.01.2026 WordPad для Windows 11 — это приложение, которое восстанавливает классический текстовый редактор WordPad в операционной системе Windows 11. После того как Microsoft исключила WordPad из. . .
Classic Notepad for Windows 11 Jel 10.01.2026 Old Classic Notepad for Windows 11 Приложение для Windows 11, позволяющее пользователям вернуть классическую версию текстового редактора «Блокнот» из Windows 10. Программа предоставляет более. . .	Почему дизайн решает? Neotwalker 09.01.2026 В современном мире, где конкуренция за внимание потребителя достигла пика, дизайн становится мощным инструментом для успеха бренда. Это не просто красивый внешний вид продукта или сайта — это. . .	Модель микоризы: классовый агентный подход 3 anaschu 06.01.2026 aa0a7f55b50dd51c5ec569d2d10c54f6/ O1rJuneU_ls https:/ / vkvideo. ru/ video-115721503_456239114	Owen Logic: О недопустимости использования связки «аналоговый ПИД» + RegKZR ФедосеевПавел 06.01.2026 Owen Logic: О недопустимости использования связки «аналоговый ПИД» + RegKZR ВВЕДЕНИЕ Введу сокращения: аналоговый ПИД — ПИД регулятор с управляющим выходом в виде числа в диапазоне от 0% до. . .

@alex925 2742 / 2341 / 620 Регистрация: 19.03.2012 Сообщений: 8,830
	22.05.2017, 09:48
	KolesnikovIgor, Для построение графиков есть специальная библиотека matplotlib, рисуют графики ей. Не надо заниматься порнографией. 1