四轴飞行器项目
本示例展示了如何使用Simulink®对基于PARROT®系金宝app列微型无人机的四架直升机进行建模。
为了管理模型和源文件，它使用金宝app仿真软件®项目．
为了在三维环境中展示四轴飞行器，它使用金宝appSimulink®3D动画．
为协同开发飞行仿真应用程序，提供了飞行仿真应用程序模板的实现。
这个例子使用金宝appPARR金宝appOT微型无人机Simulink支持包．
注意:要成功运行此示例，必须安装C/ c++编译器。
打开Quadcopter项目
运行以下命令来创建并打开本例中项目文件的工作副本:
四轴飞行器物理特性
以下示意图显示了四架直升机的物理特性：
轴
质量和惯性
转子
轴
四轴飞行器的身体轴以重心为中心。
的x轴从重心开始，沿着四轴飞行器的机头指向方向。
的y轴从重心开始，指向四轴飞行器的右侧。
的z轴从重心开始，从四轴飞行器向下，遵循右手规则。
质量和惯性
我们假设整个身体以粒子的形式工作。该文件车道包含惯性和质量的值。
转子
转子#1相对于转子正向旋转z-轴心国。它位于平行于xy-飞机与地面成-45度角x-轴心国。
转子#2相对于阀体的旋转方向为负旋转z-轴心国。它位于平行于xy-plane， -135°x-轴心国。
转子#3的旋转方向与转子#1相同。它位于平行于xy-plane, 135度x-轴心国。
转子4的旋转方向与转子2相同。它位于平行于xy-飞机，与地面成45度角x-轴心国。
该示例使用Prouty[1]定义的方法，并由Ponds等人[2]对重型四旋翼直升机进行了调整。
控制
对于控制，四旋翼直升机使用互补滤波器估计姿态，使用卡尔曼滤波器估计位置和速度。示例实现：
用于俯仰/横摇控制的PID控制器
偏航PD控制器
东北下坐标位置控制的PD控制器
的操纵杆文件包含与控制器相关的变量。这个estimatorVars文件包含与估计器相关的变量。
该示例将控制器和估计器实现为模型子系统，从而可以对几个估计器和控制器组合进行设计评估。
要向四旋翼直升机提供输入（俯仰、横滚、偏航、北（X）、东（Y）、下（Z）坐标），请使用以下任一项并更改VSS_COMMAND工作区中的变量:
信号编辑块
操纵杆
之前保存的数据
电子表格数据
传感器
该示例使用一组传感器来确定其状态：
用于测量角速率和平移加速度的惯性测量单元（IMU）。
用于光流估计的摄像机。
用于测量高度的声纳。
示例将传感器的特征存储在文件中传感器变量. 要在这些测量中包括传感器动态，可以更改VSS_SENSORS工作区中的变量。
环境
这些模型实现了几个Aerospace Blockset™环境模块，包括用于大气和重力模型的模块。要包含这些模型，您可以更改VSS_环境工作区中的变量，用于在可变和固定环境模型之间切换。
线性化
模型使用三聚点利用Simulink Control Design (R)将四轴飞行器的非线性模型线性化。金宝app
测试
为了确保轨迹生成工具正常工作，该示例在trajectoryTest文件。有关如何做到这一点的更多信息，请参阅Simulink控制设计金宝app文档).
可视化
您可以通过以下方式之一可视化四架直升机的变量：
使用仿真数据检查器。
使用飞行仪表块。
在不同的可视化不同的子系统之间切换。您可以在不同的子系统之间切换，通过更改
视觉化变量。注意，这些变体之一是FlightGear动画。要使用这个动画，你必须在项目中添加一个FlightGear兼容的四轴飞行器模型。软件不包括这个模型。
轨迹生成
使用Dubin方法的轨迹生成工具可以创建一组导航路径点。为了创建带有一组路径点的轨迹，该方法使用由位置、航向、转弯曲率和转弯方向定义的一组姿态。
要启动该工具，请确保项目已打开并运行：
界面显示如下:
该界面有几个面板：
路点
此面板描述轨迹工具所需的姿势。要定义这些姿势，面板使用文本框：
北和东(在米)
标题(学位)
弯曲度（以米为单位的转弯曲率^1）
转(顺时针或逆时针方向)
姿态列表出现在文本框右侧的路径点列表中。
要添加航路点，请在编辑框中输入姿势值，然后单击添加. 新航路点出现在同一面板的航路点列表中。
要编辑航路点的特征，请在列表中选择该航路点并单击编辑．路径点的特征显示在编辑框中。根据需要编辑特征，然后单击好啊。要取消更改，请单击取消．
若要删除路径点，请在路径点列表中选择该路径点并单击删除．
禁飞区
该委员会确定了禁飞区的位置和特征。要定义禁飞区，面板使用文本框:
北和东(在米)
半径（以米为单位的距离）
边缘（安全裕度单位：米）
使用添加，删除，编辑，好啊和取消按钮的方式与航路点面板相同。
映射轨迹
这个面板根据航路点和禁飞区特征绘制出苹果山校园上空的航迹示意图。
要生成轨迹，将路径点和禁飞区特征添加到各自的面板上，然后单击生成轨迹．
要保存当前在面板中的轨迹，请单击拯救按钮这个按钮只保存你最后的轨迹。
要加载上次保存的轨迹，请单击负载．
要加载默认轨迹，请按加载默认值按钮
要清除航路点和禁飞区面板中的值，请单击清楚的．
默认数据包含特定位置的姿态，玩具四轴飞行器在那里使用它的摄像头，这样地面上的飞行员就可以估计屋顶上雪的高度。每个辅助发电机都有三个禁飞区，所以万一四轴飞行器出现故障，也不会对校园基础设施造成任何损害。
当示例生成默认数据的轨迹时，图应该如下所示:
红线代表轨迹，黑色代表x标记确定轨迹的变化或特定姿势。表示特定航路点航向的蓝线伴随着特定姿势。禁飞区用绿色圆圈表示。
如果您拥有Simulink 金宝app3D动画许可证，还可以在苹果山校园的三维表示中查看轨迹：
注意:由于可视化的原因，四轴飞行器的3D表示不与环境相同的比例。
参考文献
[1] 直升机性能、稳定性和控制。PWS出版社，2005年。
大型四旋翼机器人的建模与控制。控制工程实践。2010。
您还可以从以下列表中选择网站：
