В этом примере создается ППМ, следующий за контроллером для беспилотного летательного аппарата (БЛА) с использованием блоков модели наведения и толкателя ППМ.
Пример итерирует через различные конфигурации управления и демонстрирует поведение БПЛА в полете, имитируя кинематическую модель для БПЛА.
Модель наведения крыла аппроксимирует кинематическое поведение замкнутой системы, состоящей из аэродинамики крыла и автопилота. Данная модель наведения пригодна для имитации небольших полётов БПЛА при низкой точности вблизи стабильного полётного состояния БПЛА. Мы можем использовать модель наведения для имитации полетного состояния БПЛА, управляемого толкателем ППМ.
Следующая модель Simulink ® может использоваться для наблюдения за откликом модели наведения крыла на входы управления шагом.
open_system('uavStepResponse'); fixedWingPathFollowing модель интегрирует толкатель ППМ с моделью направления крыла. Эта модель демонстрирует, как извлечь необходимую информацию из выходного сигнала шины модели наведения и подать ее в повторитель ППМ. Модель собирает входные данные управления и среды для блока модели управления.
open_system('fixedWingPathFollowing');Контроллер толкателя ППМ включает в себя две части, блок толкателя ППМ БПЛА и контроллер курса БПЛА.
Блок Waypoint Follower БПЛА вычисляет требуемый курс для БПЛА на основе текущей позы, расстояния обзора и заданного набора ППМ. Летя по этим курсовым направлениям, БПЛА посещает каждый ППМ (в пределах заданного радиуса перехода) в списке.
Блок управления курсом представляет собой пропорциональный регулятор, который регулирует угол курса БПЛА, управляя углом крена в условиях скоординированного полета.
Блок БПЛА Animation визуализирует траекторию полета БПЛА и его положение. Для моделирования крыла в безветренном состоянии угол наклона кузова представляет собой сумму угла траектории полета и угла атаки. Для небольших БПЛА угол атаки обычно контролируется автопилотом и остаётся относительно небольшим. В целях визуализации аппроксимируем угол тангажа углом траектории полета. В условиях безветренного, нулевого бокового проскальзывания угол рыскания тела совпадает с углом наклона.
Моделирование модели. Используйте ползунок, чтобы настроить ППМ контроллера следующим образом.
sim("fixedWingPathFollowing")
На следующих рисунках показано поведение полета с небольшим расстоянием обзора (5) и быстрым управлением курсом (3.9). Обратите внимание, что БПЛА следует по очень криволинейной траектории между ППМ.
На следующем рисунке показано поведение полета с большим расстоянием обзора и управлением медленным курсом.
В этом примере контроллер полета БПЛА настраивается вручную путем итерации нескольких наборов параметров управления. Этот процесс может быть расширен для автоматического сдвига большого набора параметров управления для получения оптимальных конфигураций управления для настраиваемых навигационных контроллеров.
После того, как поведение в полете будет соответствовать спецификации конструкции, рассмотрите возможность тестирования выбранных параметров управления с помощью моделей высокой точности, построенных с помощью Aerospace Blockset или с внешними имитаторами полета.
% close Simulink models close_system("uavStepResponse"); close_system("fixedWingPathFollowing");