Откройте проект Quadcopter

Запустите следующую команду, чтобы создать и открыть рабочую копию файлов проекта для этого примера:

asbQuadcopterStart

Физические характеристики Quadcopter

Следующие схематические показы quadcopter физические характеристики:

Ось

quadcopter связанная ось сосредоточена в центре тяжести.

Масса и инерция

Мы принимаем, что целое тело работает частицей. Файл vehicleVars содержит значения для инерции и массы.

Роторы

Этот пример использует подход, заданный Prouty[1] и адаптированный к тяжелому лифту quadcopter Пондсом и др. [2].

Управление

Для управления quadcopter использует дополнительный фильтр, чтобы оценить, что отношение и Фильтры Калмана оценивают положение и скорость. Реализации в качестве примера:

controllerVars файл содержит переменные, подходящие для контроллера. estimatorVars файл содержит переменные, подходящие для средства оценки.

Пример реализует контроллер и средства оценки как подсистемы модели, позволяя нескольким комбинациям средств оценки и контроллеров быть оцененными для проекта.

Предоставлять входные параметры quadcopter (в подаче, списке, отклонении от курса, Север (X), Восток (Y), Вниз (Z) координаты), использование одно из следующих и изменять VSS_COMMAND переменная в рабочей области:

Датчики

Пример использует набор датчиков, чтобы определить его состояния:

Пример хранит характеристики для датчиков в файле sensorVars. Чтобы включать динамику датчика с этими измерениями, можно изменить VSS_SENSORS переменная в рабочей области.

Среда

Модели реализуют несколько блоков среды Aerospace Blockset™, включая тех для моделей силы тяжести и атмосферы. Чтобы включать эти модели, можно изменить VSS_ENVIRONMENT переменная в рабочей области, чтобы переключиться между переменными и фиксированными моделями среды.

Линеаризация

Модель использует trimLinearizeOpPoint линеаризовать нелинейную модель quadcopter использование Simulink Control Design(R).

Тестирование

Чтобы убедиться, что инструмент генерации траектории работает правильно, пример реализует тест в trajectoryTest файл. Для получения дополнительной информации о том, как сделать это, смотрите Simulink Control Design Начало работы с Simulink Control Design (Simulink Control Design)).

Визуализация

Можно визуализировать переменные для quadcopter одним из следующих способов:

Генерация траектории

Инструмент генерации траектории, с помощью метода Dubin, создает набор навигационного waypoints. Чтобы создать траекторию с набором waypoints, этот метод использует набор положений, заданных положением, заголовком, искривлением поворота и направлением поворота.

Чтобы запустить инструмент, гарантируйте, что проект открыт и запуск:

asbTrajectoryTool

Следующие интерфейсные отображения:

Интерфейс имеет несколько панелей:

'Waypoints'

Эта панель описывает положения, которых требует инструмент траектории. Чтобы задать эти положения, панель использует текстовые поля:

Список положений появляется в списке waypoint справа от текстовых полей.

Чтобы добавить waypoint, введите значения положения в окна редактирования и нажмите Add. Новый waypoint появляется в списке waypoint в той же панели.

Чтобы отредактировать характеристики waypoint, выберите waypoint в списке и нажмите Edit. Характеристики waypoints отображаются в окнах редактирования. Отредактируйте характеристики, как желаемый, затем нажмите ОК. Чтобы отменить изменения нажимают Cancel.

Чтобы удалить waypoint, в списке waypoint, выбирают waypoint и нажимают Delete.

Бесполетная зона

Панель задает местоположение и характеристики бесполетных зон. Чтобы задать бесполетную зону, панель использует текстовые поля:

Используйте Добавление, Удалите, Редактирование, OK и Кнопки отмены таким же образом что касается панели Waypoints.

Сопоставленная траектория

Эта панель строит траекторию по антенне кампуса Выступа Apple, схематичной на основе характеристик бесполетной зоны и waypoints.

Чтобы сгенерировать траекторию, добавьте waypoint и характеристики бесполетной зоны к соответствующим панелям, затем нажмите Generate Trajectory.

Чтобы сохранить траекторию, которая находится в настоящее время в вашей панели, нажмите кнопку Save. Эта кнопка только сохраняет вашу последнюю траекторию.

Чтобы загрузить последнюю сохраненную траекторию, нажмите Load.

Чтобы загрузить траекторию по умолчанию, нажмите кнопку Load Default.

Чтобы очистить значения в waypoint и панели бесполетной зоны, нажмите Clear.

Данные по умолчанию содержат положения для определенных местоположений, в которых игрушка quadcopter использует свои камеры, таким образом, пилот на земле может оценить высоту снега на крыше. Три бесполетных зоны были заданы для каждого из вспомогательных производителей электроэнергии, поэтому в случае, если существует отказ в quadcopter, это не наносит ущерба инфраструктуре кампуса.

Когда пример генерирует траекторию для данных по умолчанию, график должен появиться следующим:

Красная линия представляет траекторию, черные x маркеры определяют или изменение в траектории или определенное положение. Синие линии, которые представляют достижение того определенного waypoint, сопровождают определенные положения. Бесполетные зоны представлены как зеленые круги.

Если у вас есть лицензия Simulink 3D Animation, можно также просмотреть траекторию в 3-D представлении кампуса Выступа Apple:

Примечание: По причинам визуализации 3D представление quadcopter не в той же шкале как среда.

Ссылки

[1] Prouty, R. Вертолетная производительность, устойчивость и управление. Издатели PWS, 2005.

[2] Водоемы, P., Махони, R., Corke, P. Моделирование и управление большого quadrotor робота. Управляйте Технической Практикой. 2010.