主要内容

固定翼无人机航路点跟随器调整

本示例使用指导模型路标追随者阻碍。

该实例通过迭代不同的控制配置,并通过仿真固定翼无人机的运动学模型来演示无人机的飞行行为。

制导模型配置

固定翼制导模型模拟了由固定翼空气动力学和自动驾驶仪组成的闭环系统的运动学行为。该制导模型适用于小型无人机稳定飞行条件下低保真飞行的仿真。利用该制导模型可以模拟航迹跟随器引导下固定翼无人机的飞行状态。

下面的Simulink®模型万博1manbetx可以用来观察固定翼制导模型对阶跃控制输入的响应。

open_system (“uavStepResponse”);

与Waypoint Follower集成

fixedWingPathFollowing该模型将路点跟随器和固定翼制导模型结合起来。该模型演示了如何从引导模型输出的总线信号中提取必要的信息,并将其输入到路点跟踪器中。该模型为制导模型块组装控制和环境输入。

open_system (“fixedWingPathFollowing”);

路标从动件配置

路点跟随控制器包括两部分,一是跟踪控制器无人机航点追随者块和固定翼无人机航向控制器。

无人机航路点跟随器块根据当前姿态、前视距离和给定的航路点集计算无人机的期望航向。沿着这些方向飞行,无人机访问列表中的每个航路点(在指定的过渡半径内)。

航向控制块是一个比例控制器,通过控制协调飞行条件下的横滚角来调节无人机的航向角。

无人机的动画块可视化无人机的飞行路径和姿态。固定翼仿真在无风条件下,机体俯仰角为飞行路径角与攻角之和。对于小型固定翼无人机,攻角通常由自动驾驶仪控制,且保持相对较小。为了直观起见,我们用飞行路径角来近似俯仰角。在无风、零侧滑的情况下,机体偏航角与航向角相同。

通过仿真调整航路点跟踪控制器

模拟模型。使用滑块来调整控制器的路点跟随。

sim卡(“fixedWingPathFollowing”

图无人机动画包含一个轴。轴包含5个类型为patch, line的对象。

下一个图显示了小的前视距离(5)和快速航向控制(3.9)的飞行行为。注意,无人机在航路点之间遵循一条非常弯曲的路径。

下一个图显示了大的前视距离和缓慢的航向控制的飞行行为。

总结

这个例子通过手动迭代多组控制参数来调整无人机飞行控制器。这个过程可以扩展到自动扫描大的控制参数集,以获得定制导航控制器的最优控制配置。

一旦飞行行为满足设计规范,考虑使用Aerospace Blockset或外部飞行模拟器构建的高保真模型测试所选的控制参数。

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