这是一个关于涵道风扇式无人机(Ducted Fan UAV)的MATLAB & Simulink仿真，始于2019-4-21。
该仿真的特点是为冗余配置操纵面的无人机（如Ducted Fan UAV）提供一个控制系统框架，该框架包括了控制分配环节、一个ADRC控制器、以及一个状态估计器（未完善）。
借助Simulink Coder，本仿真的算法已经在实际的飞机上运行并取得预期效果。
论文: 涵道风扇式无人机的优先级控制分配, 蒙超恒, 裴海龙, 程子欢.
@article{蒙超恒:324017,
author = {蒙超恒, 裴海龙, 程子欢},
title = {涵道风扇式无人机的优先级控制分配},
publisher = {航空学报},
year = {2020},
journal = {航空学报},
volume = {41},
number = {10},
eid = {324017},
numpages = {0},
pages = {324017},
keywords = {涵道风扇式无人机;过驱动系统;控制分配;优先级分配;线性规划},
url = {https://hkxb.buaa.edu.cn/CN/abstract/article_17933.shtml},
doi = {10.7527/S1000-6893.2020.24017}
}
如果您在研究项目中使用我们的代码，请引用我们的论文，非常感谢！
为考察模型的准确性，采用实际飞行试验与理论模型对比的方法验证，具体包括，在实际飞行试验中，通过给系统一输入信号，对比实际检测的状态响应与理论计算的状态响应。
在实际飞行操作中，直接通过控制舵面的偏角来控制飞行是十分困难的。考虑到飞行安全，在飞行器p、q、r、a_z四个通道各串联一PI控制器，对闭环系统进行验证。此时系统输入变为p、q、r、a_z的参考输入。
在下文的验证对比图中，统一用黑色曲线表示参考输入，蓝色曲线表示状态的实际测量，红色曲线表示状态的理论估计。结果如下图所示，我们的模型是比较准确的。
滚转角速度p的测量与理论计算结果如下图所示
滚转角\varphi的测量与理论计算结果如下图所示。
地面坐标系下速度V_y的测量与理论计算结果如下图所示。
偏航角速度r的测量与理论计算结果如下图所示。
偏航角\psi的测量与理论计算结果如下图所示。
Z_b轴方向加速度dot{\omega}的测量与理论计算结果如下图所示。
地面坐标系下的高度速度V_z的测量与理论计算结果如下图所示。
本项目借助MATLAB进行开发，要运行这个工程，只需要简单的操作。Matlab自带的uav例程也是类似的组织方式。通过这个工程可以了解MATLAB的Simulink Aerospace blockset、matlab Project Management 以及git和Simulink工程中的源代码管理。
需要的软件：
1.MATLAB2018及以上版本。
2.flightgear(可选)。
3.git(可选)。
使用git克隆本工程到本地：
git clone https://github.com/mengchaoheng/Plan-D.git
1.打开MATLAB,并将文件夹定位到工程所在目录。
2.双击工程根目录的PRJ文件 PlanD.prj ，即可开启仿真程序。
3.在名为 flightSimulation.slx 的simulink模块中点击Run即可运行。
可以在\plan-D\utilities的startVars.m文件中设置启动项（设置完要运行该startVars.m文件后再运行 flightSimulation.slx），选择不同的输入信号、控制器、控制分配方式等等。例如将某次飞行的输入作为仿真的参考输入，可将startVars.m文件的VSS_COMMAND设置为2，并运行startVars.m。再重新运行 flightSimulation.slx 即可（注意设置仿真时间，约等于53s）。
- 蒙超恒 - Initial work - https://github.com/mengchaoheng
V7
- 蒙超恒 - Initial work - https://github.com/mengchaoheng
- Dr.C - 建模
This project is licensed under the MIT License - see the LICENSE.md file for details
特别感谢
-
Prof.Peter
*为本项目提供资金支持。
-
Dr.C
*为本项目提供所有实验数据！特别是关于Ducted Fan的数学模型参数、空气动力学特性数据以及建模的工作。