В этом примере показано, как использовать multirotor модель наведения для имитации изменения состояния БПЛА за счет ввода команды.

Создайте многороторную модель управления.

model = multirotor;

Создание структуры состояния. Укажите местоположение в мировых координатах.

s = state(model);
s(1:3) = [3;2;1];

Укажите команду управления, u, которые определяют крен и тягу мультиротора.

u = control(model);
u.Roll = pi/12;
u.Thrust = 1;

Создание среды по умолчанию без ветра.

e = environment(model);

Вычислите производную состояния по времени, заданную текущим состоянием, управляющей командой и средой.

sdot = derivative(model,s,u,e);

Моделирование состояния БПЛА с помощью ode45 интеграция. y поле выводит состояния многороторного БПЛА в виде матрицы 13 на n.

simOut = ode45(@(~,x)derivative(model,x,u,e), [0 3], s);
size(simOut.y)

ans = 1×2

          13        3536

Постройте график изменения угла крена на основе выходных данных моделирования. Угол крена (угол Эйлера X) - это 9-й ряд simOut.y выход.

plot(simOut.y(9,:))

Постройте график изменения позиций Y и Z. При заданных угле тяги и крена мультиротор должен пролететь и потерять некоторую высоту. Положительное значение для Z ожидается, так как положительное значение Z падает.

figure
plot(simOut.y(2,:));
hold on
plot(simOut.y(3,:));
legend('Y-position','Z-position')
hold off

Можно также построить многороторную траекторию с помощью plotTransforms. Создайте векторы перемещения и вращения из моделируемого состояния. Понизить (каждый 300-й элемент) и транспонировать simOut элементы и преобразуют углы Эйлера в кватернионы. Укажите сетку в качестве multirotor.stl файл и положительное направление Z как "down". На отображаемом виде показан БПЛА, переводящий в направлении Y и теряющий высоту.

translations = simOut.y(1:3,1:300:end)'; % xyz position
rotations = eul2quat(simOut.y(7:9,1:300:end)'); % ZYX Euler
plotTransforms(translations,rotations,...
    'MeshFilePath','multirotor.stl','InertialZDirection',"down")
view([90.00 -0.60])

В этом примере показано, как использовать fixedwing модель наведения для имитации изменения состояния БПЛА за счет ввода команды.

Создайте модель наведения крыла.

model = fixedwing;

Задайте воздушную скорость транспортного средства путем изменения конструкции из state функция.

s = state(model);
s(4) = 5; % 5 m/s

Укажите команду управления, u, которая поддерживает скорость воздуха и дает угол крена pi/12.

u = control(model);
u.RollAngle = pi/12;
u.AirSpeed = 5;

Создание среды по умолчанию без ветра.

e = environment(model);

Вычислите производную состояния по времени, заданную текущим состоянием, управляющей командой и средой.

sdot = derivative(model,s,u,e);

Моделирование состояния БПЛА с помощью ode45 интеграция. y на поле выводятся состояния БПЛА на основе данного моделирования.

simOut = ode45(@(~,x)derivative(model,x,u,e), [0 50], s);
size(simOut.y)

ans = 1×2

     8   904

Постройте график изменения угла крена на основе выходных данных моделирования. Угол крена - это 7-й ряд simOut.y выход.

plot(simOut.y(7,:))

Можно также построить график траектории на крыле с помощью plotTransforms. Создайте векторы перемещения и вращения из моделируемого состояния. Понизить (каждый 30-й элемент) и транспонировать simOut элементы и преобразуют углы Эйлера в кватернионы. Укажите сетку в качестве fixedwing.stl файл и положительное направление Z как "down". На отображаемом виде показан БПЛА, выполняющий постоянный поворот на основе постоянного угла крена.

downsample = 1:30:size(simOut.y,2);
translations = simOut.y(1:3,downsample)'; % xyz-position
rotations = eul2quat([simOut.y(5,downsample)',simOut.y(6,downsample)',simOut.y(7,downsample)']); % ZYX Euler
plotTransforms(translations,rotations,...
    'MeshFilePath','fixedwing.stl','InertialZDirection',"down")
hold on
plot3(simOut.y(1,:),-simOut.y(2,:),simOut.y(3,:),'--b') % full path
xlim([-10.0 10.0])
ylim([-20.0 5.0])
zlim([-0.5 4.00])
view([-45 90])
hold off