26、多管道旋翼建模与控制算法及基于参数化人体建模的VR虚拟手术训练

多管道旋翼建模与控制算法及基于参数化人体建模的VR虚拟手术训练

多管道旋翼飞机建模与控制算法

在航空领域，多管道旋翼飞机的研究一直是热点。下面将详细介绍其控制算法的设计与仿真。

飞机刚体动力学模型

首先，我们做一些基本假设：飞机为刚体且质心与中心重合，飞机仅受重力和升力作用。飞机在机体坐标系下的角速度为 $\omega_B = [p, q, r]^T$，在地面坐标系下为 $\dot{\Theta} = [\dot{\phi}, \dot{\theta}, \dot{\psi}]^T$，其角速度方程为：
[
\begin{bmatrix}
\dot{\varphi} \
\dot{\theta} \
\dot{\psi}
\end{bmatrix}
=
\begin{bmatrix}
1 & \tan\theta\sin\varphi & \tan\theta\cos\varphi \
0 & \cos\varphi & -\sin\varphi \
0 & \frac{\sin\varphi}{\cos\theta} & \frac{\cos\varphi}{\cos\theta}
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}
p \
q \
r
\end{bmatrix}
]
根据牛顿第二定律分析飞机受力，可得：
[m\dot{v} e = -mg\mathbf{e}_3 + fR {eb}\m