打开四轴飞行器项目

运行以下命令来创建并打开本例中项目文件的工作副本:

asbQuadcopterStart

四轴飞行器物理特性

下面的原理图显示了四轴飞行器的物理特性:

轴

四轴飞行器的身体轴以重心为中心。

质量和惯性

我们假设整个身体以粒子的形式工作。该文件劳动国包含了惯性和质量的值。

转子

本例使用了Prouty[1]定义的方法，并适用于pond等人[2]的重型四轴飞行器。

控制

对于控制，四轴飞行器使用互补滤波器估计姿态，卡尔曼滤波器估计位置和速度。这个例子实现了:

的controllerVars文件包含与控制器相关的变量。的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。

为四轴飞行器提供输入(在俯仰，滚转，偏航，北(X)，东(Y)，下(Z)坐标)，使用下列之一并改变vss_command.工作区中的变量:

传感器

这个例子使用了一组传感器来确定它的状态:

示例将传感器的特征存储在文件中sensorVars．要在这些测量中包含传感器动态，您可以更改vss_sensors.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_ENVIRONMENT变量，以在变量和固定的环境模型之间切换。

线性化

模型使用trimLinearizeOpPoint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能够正常工作，本实例在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开始使用Simulink控制设计金宝app(金宝app仿真软件控制设计)）.

可视化

你可以通过以下方式来可视化四轴飞行器的变量:

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。

要启动工具，请确保项目处于打开状态并运行:

asbtrajectorytool.

界面显示如下:

该接口有几个面板:

路点

本面板描述了轨迹工具所需的姿势。要定义这些姿势，面板使用文本框：

姿态列表出现在文本框右侧的路径点列表中。

要添加路径点，请在编辑框中输入姿势值并单击添加．新的路径点出现在同一个面板的路径点列表中。

要编辑路径点的特征，请在列表中选择该路径点并单击编辑．路径点的特征显示在编辑框中。根据需要编辑特征，然后单击好吧．若要取消更改，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:

使用添加，删除，编辑，好吧,取消按钮的方式与路径点面板相同。

绘制轨迹

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，请将航点和无飞区域的特性添加到相应的面板，然后单击生成轨迹．

要保存当前在面板中的轨迹，请单击保存按钮。这个按钮只能保存你最后的轨迹。

要加载最后保存的轨迹，单击负载．

要加载默认轨迹，请按加载默认的按钮。

要清除航路点和禁飞区面板中的值，请单击清晰的．

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标记物决定了轨迹的变化或特定的姿势。蓝线表示特定路径点的标题，伴随特定的姿态。禁飞区用绿色圆圈表示。

如果你有Simulink 3金宝appD动画许可证，你也可以查看Apple Hill校园的三维轨迹:

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

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。