Simulink无人机参考应用程序

该Simulink®项目展示了远程遥控无线电控制固定翼飞机(即无人机，UAV)的实现，用于飞行稳定的自动驾驶仪和控制其轨迹的操作界面。

组件

该模型由三个主要部分组成:

工厂模式

一个六自由度(六自由度)动力学模型的泡沫建造，65英寸翼展，多路导师业余无线电控制飞机。它包括飞机动力学、天气、电机、执行器和传感器的模型。装置接收四个执行器通道的命令:(1)油门，(2)副翼，(3)舵，(4)电梯。反过来，它产生一组读数，就像这类飞机上的传感器套件产生的读数一样。

植物模型使用的是地面近似，因此它只适用于距离约20公里的飞行。

自动驾驶仪模型。

自动驾驶控制器是一个经典的横向/纵向通道飞行控制器，包括制导、导航和控制(除了姿态估计，因为这假定直接从传感器套件获得)。自动驾驶仪，基于地面控制站的命令和传感器读数，为控制面产生控制命令，也报告遥测回地面站。这个挡板使飞机保持稳定，使其保持飞行状态。

它允许操作员命令它以四种不同的模式飞行:

• 路标指引。
• 圆形的指导。
• 回到基地。
• 中级控制命令(Uc, phi_c, H_c)

飞机运营商接口。

这表示控制台操作遥控飞机在飞行。它从地面向飞机发出指令(航路点、空速、高度等)。

该区块接收飞机报告的遥测数据，如姿态、传感器读数和整体飞机状态。这将允许在飞行中设置飞机的预期行为。

该模型可以选择与众所周知的、公开可用的开源微型飞行器地面站软件进行交互QGroundControl．要与QGroundControl通信，该模型使用MAVLink通信协议。

功能

这个Simulink项目练习了飞行控制开发中的几个常见工作流程。其目的是展示一种基于模型的设计(MBD)过程的推荐方法，以开发无人机飞行控制器(自动驾驶仪)的概念证明。我们特别展示了以下工作流程:

1. 飞行控制器设计开发一个固定翼无人机自动驾驶仪，并在一个合理真实的6自由度飞机模拟中测试其行为。

2. 模拟不同条件下的飞行控制器:使用局部并行模拟，快速评估自动驾驶仪在许多模拟飞行条件下的性能。

3. 飞行包线特征通过使用MATLAB分布式计算服务器进行广泛的环境和初始条件扫描，快速描述飞机的性能。

4. 无人机中小企业能力评估在设计过程早期，通过Simulink和QGroundControl地面站软件之间的联合仿真，向主题问题专家(SME)演示无人机的能力，并收集关于可用性和功能的反馈。

5. 测试战斗控制器生成代码的正确性在开发计算机上使用Simulink的software - in - loop测试代码行为，以获得与设计的自动驾驶仪相同的结果(在边界内)。

6. 部署和测试飞行控制员生成代码的正确性在开发板(树莓派)上使用Simulink的processor - in - loop测试代码的行为，以获得相同的结果(在边界内)。

7. 系统集成测试(硬件在环)测试部署在开发板(树莓派)的飞行控制器，在一个运行6自由度的飞机模拟Speedgoat®实时计算机仿真软件实时™．

8. 运行回归测试在本地运行回归测试。

联合仿真与控制接口

该模型可以与开源的QGroundControl地面站软件交互，在“飞行中”控制飞机:

开始

要运行模型，将存储库克隆到您自己的工作目录，并从MATLAB命令行:

>>openProject（＇pathToYourProject / MBDRI.prj＇）;>>configSim；>>runShortFlight；

这将产生5个图，第一个是一个完整任务的XY图，围绕6个航路点，如下图所示:

设置

为了获得完整的功能，您需要一台运行MATLAB®、Simulink®和支持的编译器的计算机，根据工作流程，还需要以下产品:2022世界杯八强谁会赢？

飞行控制设计

• 控制系统工具箱™

模拟不同条件下的飞行控制器

• 并行计算工具箱™

飞行包线特征

• 并行计算工具箱™
• MATLAB并行服务器™

中小企业评估及与QGroundControl的连接

• QGroundControl3.1.3或更高。

用于测试和部署战斗控制器生成的代码的行为

• 树莓派2或3板。
• MATLAB编码器™
• 仿真软件编码器™
• 嵌入式编码器™
• 树莓派的Simulink支持包

用于系统集成测试(硬件在环)

• 运行Windows操作系统的主机
• 仿真软件实时™
• 一个受支持的带有两个以太网端口的Speedgoat目标计算机
• 树莓派2或3板
• MATLAB编码器™
• 仿真软件编码器™
• 树莓派的Simulink支持包

用于自动测试(背靠背和回归测试)

• 仿真软件测试™

许可证

license文件在许可文件在这个库。

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