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四轴飞行器模型与控制系统开发用MATLABSimulink实现
现在已经生成了基本的运动方程可以形成Simulink植物模型了。此部分的MATLAB脚本和Simulink模型可以在名为“Basic_Simulink_Model”的文件夹中找到。首先需要创建一个定义惯性矩、转子惯性、长度、质量、推力和阻力系数的基本脚本。然后创建Simulink模型。从一个空的Simulink块图开始首先定义求解器选项。在Simulink的顶部工具栏上点击Simulation然后选择Model Configuration Parameters。在求解器选项下确保类型为可变步长求解器设置为自动。现在可以定义一个名为“四旋翼植物”的子系统。该子系统有4个输入Ω1Ω2Ω3Ω4和6个输出XYZ滚动俯仰偏航。此时模型应该看起来像下面的图2.17和2.18。 详细讲解见第4部分。 2 运行结果 部分代码
Jr 6.5*10^(-7); % Total rotational moment of inertia around the propeller axis 6.5*10^(-6) b 1.144e-08; % Thrust factor d 9.94e-10; % Drag factor 1.0876e-9 l 0.1; % Distance to the center of the Quadrotor g 9.81; % Gravitational acceleration weight .284; %kg Weightmg (from a scale) m weight/g; % Mass of the Quadrotor in Kg TF30; %Simulation time sim(Simple_Quadcopter_Model_Sim_X_Yaw);
figure(fig) figfig1; plot(time,Phi,time,Theta,time,Psi) title(Body Angles (rad)) xlabel(Time(s)) ylabel(rad) legend(Phi,Theta,Psi)
figure(fig) figfig1; plot(time,X,time,Y) title(X and Y position) xlabel(Time(s)) ylabel(Postion (m)) legend(X, Y)
figure(fig) figfig1; plot(time,Z) title(Altitude) xlabel(Time(s)) ylabel(Altitude (m))
X_m1(((pi/4)*l)X); Y_m1-(((pi/4)*l)Y); X_m2(((pi/4)*l)X); Y_m2(((pi/4)*l)Y); X_m3-(((pi/4)*l)X); Y_m3(((pi/4)*l)Y); X_m4-(((pi/4)*l)X); Y_m4-(((pi/4)*l)Y);
X1 X_m1.*cos(Psi) - Y_m1.*sin(Psi); Y1 X_m1.*sin(Psi) Y_m1.*cos(Psi); X2 X_m2.*cos(Psi) - Y_m2.*sin(Psi); Y2 X_m2.*sin(Psi) Y_m2.*cos(Psi); X3 X_m3.*cos(Psi) - Y_m3.*sin(Psi); Y3 X_m3.*sin(Psi) Y_m3.*cos(Psi); X4 X_m4.*cos(Psi) - Y_m4.*sin(Psi); Y4 X_m4.*sin(Psi) Y_m4.*cos(Psi);
figure(fig) figfig1; plot3(X,Y,Z,lineWidth,3) hold on plot3(X1,Y1,Z,--r,lineWidth,3) plot3(X2,Y2,Z,--k,lineWidth,3) plot3(X3,Y3,Z,--g,lineWidth,3) plot3(X4,Y4,Z,--m,lineWidth,3) legend(Center of Mass,Motor 1,Motor 2,Motor 3,Motor 4) grid on title(Quadcopter Trajectory) xlabel(X Position(m)) ylabel(Y Position(m)) zlabel(Z Position(m))
3 参考文献 文章中一些内容引自网络会注明出处或引用为参考文献难免有未尽之处如有不妥请随时联系删除。 4 Matlab代码、Simulink、文章
