Этот пример проектирует путевую точку, следующую за контроллером для беспилотного летательного транспортного средства (БПЛА) с фиксированным крылом, используя блоки Guidance Model и Waypoint Follower.
Пример повторяет различные строения управления и демонстрирует поведение рейса БПЛА путем симуляции кинематической модели для БПЛА с неподвижным крылом.
Модель руководства фиксированного крыла аппроксимирует кинематическое поведение системы с обратной связью, состоящей из аэродинамики фиксированного крыла и автопилота. Эта модель наведения подходит для симуляции небольших рейсов БПЛА при малой точности вблизи стабильного летного условия БПЛА. Мы можем использовать модель наведения, чтобы симулировать состояние рейса БПЛА с фиксированным крылом, управляемым следователем путевой точки.
Следующая модель Simulink ® может использоваться, чтобы наблюдать ответ модели руководства фиксированного крыла на входы управления шагом.
open_system('uavStepResponse');The fixedWingPathFollowing модель интегрирует последующий блок путевой точки с неподвижной моделью руководства. Эта модель демонстрирует, как извлечь необходимую информацию из выходного сигнала шины модели руководства и подать их в последующий блок путевой точки. Модель собирает входы управления и окружения для блока модели руководства.
open_system('fixedWingPathFollowing');Последующий контроллер путевой точки включает две части, блок БПЛА Waypoint Follower и контроллер курса БПЛА фиксированного действия.
Блок БПЛА Waypoint Follower вычисляет желаемый курс для БПЛА на основе текущего положения, расстояния между головками и заданного набора путевых точек. Пролетая по этим направлениям курса, БПЛА посещает каждую путевую точку (в пределах заданного радиуса перехода) в списке.
Блок Heading Control является пропорциональным контроллером, который регулирует угол рыскания БПЛА путем управления углом крена в условиях скоординированного полета.
Блок БПЛА Animation визуализирует угол тангажа и отношение БПЛА. Для симуляции неподвижного крыла в безветренном условии угол тангажа тела является суммой угла траектории полета и угла атаки. Для небольшого неподвижного БПЛА угол атаки обычно управляется автопилотом и остаётся относительно небольшим. В целях визуализации аппроксимируем угол тангажа с углом траектории полета. В безветренном, нулевом боковом скольжении угол рыскания тела совпадает с углом курса.
Симулируйте модель. Используйте ползунок, чтобы настроить следующую путевую точку контроллера.
sim("fixedWingPathFollowing")
Следующие рисунки показывают поведение рейса с небольшим расстоянием (5) и быстрым управлением курсом (3,9). Заметьте, что БПЛА следует очень пышным путем между путевыми точками.
Следующий рисунок показывает поведение рейса с большим расстоянием и медленным управлением курсом.
Этот пример настраивает контроллер рейса БПЛА путем ручной итерации через несколько наборов параметров управления. Этот процесс может быть расширен, чтобы автоматически протянуть большой набор параметров управления, чтобы получить оптимальные строения управления для настраиваемых навигационных контроллеров.
Как только поведение рейса удовлетворяет спецификации проекта, рассмотрите проверку выбранных параметров управления с помощью высокоточных моделей, созданных с помощью Aerospace Blockset или с помощью внешних симуляторов рейса.
% close Simulink models close_system("uavStepResponse"); close_system("fixedWingPathFollowing");