基于Matlab模拟非线性 3DOF 四轴飞行器

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⛄ 内容介绍

旋翼类无人机相对于固定翼无人机具有能够垂直起降,空中悬停等优点,而四旋翼无人机作为其中一个典型的代表,不仅结构简单还具有良好的带载能力,也易于操控,在军事领域,民用领域,都有着广泛的应用,常见的包括航天拍摄,灾害救援,物资运输等.飞行控制系统是四旋翼飞行器的关键,其中,如何控制飞行器的姿态,是整个飞行控制的核心问题.要保证四旋翼无人机在各种飞行环境下都具有良好的飞行状态,飞行控制算法极为重要.本文借助Matlab仿真平台上,使用了PID控制系统对四旋翼无人机进行了仿真.

⛄ 部分代码

%Copyright (c) 2023, Júnio Santos Bulhões

%All rights reserved.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%%%%%%%%%%%% Draw the environment to plot the quadcopter %%%%%%%%%%%%%%%%

function QuadcopterEnvironment()

figure('Renderer', 'painters', 'Position', [10 10 900 700])

axis equal

axis([-0.5 0.5 -0.5 0.5 -0.5 0.5]);

set(gcf,'color','w');

camlight

view(135,25)

grid on

hold on

xlabel('x')

ax = gca;

ax.ZGrid = 'on';

ax.XGrid = 'on';

ax.YGrid = 'on';

grid minor

ax.Clipping = 'off'; 

%%  x 

p1 = [0 0 0];                        

p2 = [0.5 0 0];                         

dp = p2-p1;                         

quiver3(p1(1),p1(2), p1(3),dp(1),dp(2),dp(3),'color','k')

text(p1(1)+dp(1)+0.05,p1(2)+dp(2),p1(3)+dp(3), sprintf('X_i'))

%% y

p1 = [0 0 0];                        

p2 = [0 0.5 0];                         

dp = p2-p1;                         

quiver3(p1(1),p1(2), p1(3),dp(1),dp(2),dp(3),'color','k')

text(p1(1)+dp(1),p1(2)+dp(2)+0.05,p1(3)+dp(3), sprintf('Y_i'))

%% z

p1 = [0 0 0];                        

p2 = [0 0 0.5];                         

dp = p2-p1;                         

quiver3(p1(1),p1(2), p1(3),dp(1),dp(2),dp(3),'color','k')

text(p1(1)+dp(1),p1(2)+dp(2),p1(3)+dp(3)+0.05, sprintf('Z_i'))

end

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献

​[1]周勇君, 李鹤. 基于MATLAB的飞行器仿真平台非线性PID控制策略研究[J]. 电子测试, 2016(5):2.

[2]黄伟. 四轴飞行器的动态特性及MATLAB仿真[J]. 福建质量管理, 2018, 000(019):298.

⛄ 完整代码

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