概述

基于模型的开发将省去繁琐的代码编写步骤,只需要拖动几个模块,就像搭积木一般,轻松搭建您自己的飞控算法。飞控开发人员可以将更多的精力放在算法本身,而不需要过多关注代码实现的细节,这样将大大加快开发的效率,减少在代码编写过程中产生的错误。同时,基于模型的开发具有优秀的代码复用性。也就是说,已经设计好的功能模块,只需要简单的复制粘贴,就能轻松地应用到其它任何地方,免去了代码移植过程的繁琐。

基于模型的开发另外一个强大的优势即在于“一次试验,多次仿真”的目的。结合Simulink强大的开环和闭环仿真系统,只需采集一次数据,便可通过仿真再现在真实世界中的实际表现。通过修改模型算法或参数,可以进行在线的数据仿真和调试,大大简化调试的难度。

系统接口与总线设计

在我们设计控制系统之前,首先要做的就是定义系统的输入/输出接口。在Simulink中,接口一般都是以总线的方式进行定义。可以将总线理解为C语言中的结构体,当把Simulink模型自动生成C代码后,也可以看到总线最终是用结构体来进行实现的。

对于内环的姿态环控制器来说,输入总线设计如下:

Command_Bus

Element Type Unit Meaning
reset uint8 [0,1] 为1复位控制器
mode uint8 [0,1] 0:角度控制,1:角速度控制
base_th int16 0~1000 姿态环基础油门

Reference_Bus

Element Type Unit Meaning
phi_ref_rad single rad 目标roll
theta_ref_rad single rad 目标pitch
psi_ref_rad single rad 目标yaw
p_ref_radDs single rad/s 目标roll角速度
q_ref_radDs single rad/s 目标pitch角速度
r_ref_radDs single rad/s 目标yaw角速度

States_Bus

Element Type Unit Meaning
phi_rad single rad roll当前值
theta_rad single rad pitch当前值
psi_rad single rad yaw当前值
p_radDs single rad/s roll角速度当前值
q_radDs single rad/s pitch角速度当前值
r_radDs single rad/s yaw角速度当前值

输入接口总共有三个总线,分别是Command_BusReference_BusStates_Bus。其中Command_Bus是控制总线,用来对控制系统进行一些设置,如模式设置,复位等。Reference_Bus和States_Bus是目标信号总线和状态信号总线,可以理解为控制器的目标值和当前值。控制器的目的就是通过控制来使得当前值尽可能收敛到目标值。

输入接口设计完了,接下来是输出接口。输出接口相比输入要简单很多,无非就是多路pwm指令输出。这里我们预留6个pwm输出接口,即最多可以支持6轴的控制,当面,也可以根据自己的需要,来进行修改。

Control_Out_Bus

Element Type Unit Meaning
pwm1 uin16 1000~2000 电机1 pwm信号
pwm2 uin16 1000~2000 电机2 pwm信号
pwm3 uin16 1000~2000 电机3 pwm信号
pwm4 uin16 1000~2000 电机4 pwm信号
pwm5 uin16 1000~2000 电机5 pwm信号
pwm6 uin16 1000~2000 电机6 pwm信号

好了,现在接口都定义好了,那么下一步的问题就是如何在Simulink里面来实现这些接口定义了。

其实,在Simulink中实现这些接口定义很简单。Simulink提供了一个Bus Editor的工具,只需要进行简单配置就可以定义任何你需要的接口或者总线了。

下面一步一步地讲解一下总线的定义方法:

  • 首先打开控制模型,点击Edit->Bus Editor

  • 这里我之前已经配置过了,所以能看到我已经定义过的总线。但是如果是自己第一次进行设计的话,这里应该是空的。可以点击如红色圈圈所示的add bus来添加Bus信号,这里我们总共需要添加4个Bus。三个输入总线和一个输出总线。Bus添加好后,在最右边的Property,修改Bus的名称。添加好Bus之后,我们下面就需要往Bus里面添加Element,即总线的元素。首先选定一个Bus,然后点击蓝色圈圈圈出的add element选项,即可添加元素。

  • 然后需要对Element进行配置。如图所示,我们一般只需要对Name,Data Type和Dimension三个选项进行配置即可。Dimension为变量的维度,如果我们的element需要配置为向量或者矩阵,那么就需要对Dimension进行配置。

  • 配置完成后,需要点击File->Export to File来将Bus的配置保存成.m还活着.mat文件。因为Bus的定义都是保存在工作空间的。当你下次打开matlab的时候,工作空间都是会被清除的,所以我们需要将我们的Bus定义保存成文件,这样,当下次打开matlab的时候,只需要load一下我们的.mat/.m文件,就能将我们定义的Bus再load进工作空间。

微信公众号关注《阿木实验室》获取更多无人机开发测评信息,关注《阿木社区》获取更多学习课程信息。
社区论坛地址:bbs.amovauto.com 参与讨论。

基于Matlab/Simulink的模型开发(连载一)的更多相关文章

  1. 无人机基于Matlab/Simulink的模型开发(连载一)

    "一切可以被控制的对象,都需要被数学量化" 这是笔者从事多年研发工作得出的道理,无论是车辆控制,机器人控制,飞机控制,还是无人机控制,所有和机械运动相关的控制,如果不能被很好的数学 ...

  2. 如何基于Restful ABAP Programming模型开发并部署一个支持增删改查的Fiori应用

    Jerry之前的文章30分钟用Restful ABAP Programming模型开发一个支持增删改查的Fiori应用 发布之后,有朋友问我,"没错, 我是在你的文章里看到了Fiori应用的 ...

  3. 基于matlab的GUI界面开发软件

    matlab工具deploytool编译M为可执行程序 http://blog.sina.com.cn/s/blog_60f8483a0100gnsm.html

  4. 基于 Koa平台Node.js开发的KoaHub.js的控制器,模型,帮助方法自动加载

    koahub-loader koahub-loader是基于 Koa平台Node.js开发的KoaHub.js的koahub-loader控制器,模型,帮助方法自动加载 koahub loader I ...

  5. 基于MATLAB搭建的DDS模型

    基于MATLAB搭建的DDS模型 说明: 累加器输出ufix_16_6数据,通过cast切除小数部分,在累加的过程中,带小数进行运算最后对结果进行处理,这样提高了计算精度. 关于ROM的使用: 直接设 ...

  6. 基于MATLAB System Generator 搭建Display Enhancement模型

    基于MATLAB System Generator 搭建Display Enhancement模型

  7. 基于gin的golang web开发:模型绑定

    在前两篇文章介绍路由的时候,我们了解到gin可用通过类似DefaultQuery或DefaultPostForm等方法获取到前端提交过来的参数.参数不多的情况下也很好用,但是想想看,如果接口有很多个参 ...

  8. 基于gin的golang web开发:模型验证

    Gin除了模型绑定还提供了模型验证功能.你可以给字段指定特定的规则标签,如果一个字段用binding:"required"标签修饰,在绑定时该字段的值为空,那么将返回一个错误.开发 ...

  9. 基于MATLAB的多项式数据拟合方法研究-毕业论文

    摘要:本论文先介绍了多项式数据拟合的相关背景,以及对整个课题做了一个完整的认识.接下来对拟合模型,多项式数学原理进行了详细的讲解,通过对文献的阅读以及自己的知识积累对原理有了一个系统的认识.介绍多项式 ...

随机推荐

  1. BigDecimal转String

    代码: public static void main(String[] args) { // 浮点数的打印 System.out.println(new BigDecimal("10000 ...

  2. Git使用教程 Windows使用Git全攻略

    在Windows上安装Git 我们需要先把Git的安装包下载下来,访问网址:https://git-for-windows.github.io/ 或者百度网盘:链接: https://pan.baid ...

  3. IDEA中工程上传到SVN

    1.先在IDEA上集成SVN 2.查看SVN仓库:连接SVN ①此时应该先去SVN服务器中新建一个SVN服务: 点击下一步 点击下一步 点击create ②查看SVN仓库 先复制SVN的地址 把复制的 ...

  4. 通过Service访问应用 (2)

    目录 通过NodePort Service在外部访问集群应用 通过LoadBalancer Service在外部访问集群应用 Microsoft SQL Server数据库部署 为了便于理解和学习,请 ...

  5. CSAPP DataLab

    注意不同版本的题目可能会有所不同,搜了很多他们的题目和现在官网给的实验题都不一样,自己独立思考完整做一遍顺便记录一下. PS:这些难度为1的题有的说实话我都做了挺久的,不过完整做一遍感觉很有意思,这些 ...

  6. Winforn中实现ZedGraph自定义添加右键菜单项(附源码下载)

    场景 Winform中实现ZedGraph中曲线右键显示为中文: https://blog.csdn.net/BADAO_LIUMANG_QIZHI/article/details/100115292 ...

  7. Genymotion模拟器的安装及脚本制作

    在上一篇博文中,讲到这一篇会介绍Genymotion的安装方式.大家都知道,Genymotion是一个模拟器,获取会质疑了,直接连接真机就好了,为何还要配置模拟器?我也是用真机实践后,才选择安装的模拟 ...

  8. 设置composer镜像地址为阿里云的方法

    所有项目都会使用该镜像地址: composer config -g repo.packagist composer https://mirrors.aliyun.com/composer/ 取消配置: ...

  9. caffe学习二:py-faster-rcnn配置运行faster_rcnn_end2end-VGG_CNN_M_1024 (Ubuntu16.04)

    本文的主要目的是学习记录. 原文连接:https://blog.csdn.net/samylee/article/details/51099508 本博客中我将对py-faster-rcnn配置运行f ...

  10. 理解setState

    近来在学习react源码, 最初是直接从入口一行一行的看, 结果跟着调用的函数跳转来跳去头都晕了. 后来决定带着一个目的去看源码, 每次看只研究一个东西. 一开始最想了解的就是充满魔性的setStat ...