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金宝appSimulink无人机参考应用程序

version 1.0.0.0 (51.7 MB) by 马里亚诺·Lizarraga
金宝appSimulink项目展示了小型固定翼无人机、自动驾驶仪和操作员界面

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更新2019年11月26日

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该Simu金宝applink项目展示了远程遥控无线电控制固定翼飞机(即无人机,UAV)的实现,用于飞行稳定的自动驾驶仪,以及控制其轨迹的操作界面。
组件

该模型由三个主要组成部分组成:

1.工厂模式
一个六自由度(6-DOF)动力学模型的泡沫建造,65英寸翼展,多功能导师业余无线电控制飞机。它由飞机动力学模型、天气模型、发动机模型、执行器模型和传感器模型组成。装置接收四个执行器通道的指令:(1)油门,(2)副翼,(3)方向舵和(4)升降舵。反过来,它会产生一组读数,就像这种类型的飞机上的传感器套件会产生的读数一样。

该工厂模型使用的是平地近似,因此它只适用于飞行距离约为20公里的飞行。

2.自动驾驶仪模型。
自动驾驶仪控制器是一个经典的横向/纵向通道飞行控制器,包括制导、导航和控制(姿态估计除外,因为它假定直接从传感器套件获得).自动驾驶仪根据地面控制站命令和传感器读数,为控制面生成控制命令,并向地面站报告遥测数据。该块可稳定飞机,使其保持飞行状态。

它允许操作员命令它在四种不同的模式下飞行:
-航路点制导。
-循环指导。
-返回基地。
中级控制命令(Uc, phi_c, H_c)

3.一个飞机操作员接口。
这表示操纵飞行中的RC飞机的控制台。它向飞机发出从地面发送的命令(航路点、空速、高度等)。

该模块接收飞机报告的遥测数据,如姿态、传感器读数和飞机总体状态。这将允许设置飞机在飞行中的预期行为。

该模型可以选择与众所周知的、公开可用的开源Micro Air Vehicle地面站软件QGroundControl交互。为了与QGroundControl通信,模型使用MAVLink通信协议。

功能

本Simu金宝applink项目演练飞行控制开发中的几个常见工作流。其目的是展示基于模型的设计(MBD)过程的推荐方法,以开发概念验证无人机飞行控制器(自动驾驶仪)。我们特别展示了以下工作流:

1.飞行控制器设计:开发一个固定翼无人机自动驾驶仪,并在一个合理逼真的6自由度飞机模拟中测试其行为。

2.在不同条件下模拟飞行控制器:使用本地并行模拟,快速评估自动驾驶仪在多种模拟飞行条件下的性能。

3.飞行包线表征通过使用MATLAB分布式计算服务器进行大范围环境和初始条件扫描,快速表征飞机的性能。

4.无人机SME能力评估向主题专家(SME)演示,在设计过程的早期,通过Simulink和QGroundControl地面站软件之间的联合仿真,无人机的能力和收集关于可用性和功能的反馈。金宝app

5.在开发计算机上使用Simulink的Software-In-the-Loop测试代码行为,以获得与设计的自动驾驶仪相同的结果(在限定范围内)。金宝app

6.部署并测试飞行控制器生成代码的正确性使用Simulink的循环处理器在开发板(Raspberry Pi)上测试代码的行为,以获得相同的结果(在范围内)。金宝app

7.系统集成测试(硬件在环)测试部署在开发板(Raspberry Pi)上的飞行控制器,使用Simulink实时在Speedgoat实时计算机上运行的6自由度飞机仿真。金宝app

引用作为

马里亚诺·利扎拉加(2021年)。金宝appSimulink无人机参考应用程序(https://github.com/mathworks/金宝appsimulinkDroneReferenceApp),GitHub。已检索

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