基于模型设计的一体化无人机控制研发设计平台

方案概况

        基于模型设计的一体化无人机飞控开发设计平台,是由PixHawk和Matlab的多旋翼控制算法快速开发教学实验平台由北京卓翼智能科技有限公司(以下简称卓翼智能)在北京航空航天大学可靠飞行控制研究组的多旋翼控制团队研究基础上,进一步进行打造,依托于知名高校实验室的先进技术与优质研发资源。

        基于模型设计的一体化无人机飞控开发设计平台由以下4大部分组成:多旋翼飞行器Matlab/Simulin由以下4大部分组成:多旋翼飞行器Matlab/Simulink模型、PixHawk自驾仪、硬件在环多旋翼飞行器仿真器、遥控器和接收机和实验指导包(指导书、视频、例程)。

平台特点

 

技术门槛低,控制算法开发更专注

        用户只需熟悉Matlab/Simulink的基本操作,便可进行多旋翼控制算法的开发,无需了解C/C++算法编写、传感器驱动与通信规则等底层开发任务;让用户能够更专注地致力于核心工作——多旋翼控制算法的开发,极大提升开发效率,降低底层开发任务工作量。

 

化繁为简,开发工作“事半功倍”

        化繁为简,大大简化了传统飞控算法的开发流程,助力用户更专注于多旋翼控制算法的开发,大大提高了研发效率;另外,整个设计流程是简化的、基于模型的开发雏形,达到“事半功倍”的效果。

 

逻辑性与系统性并存,构建严谨高效研发流程

        从PixHawk自驾仪、硬件在环多旋翼飞行器仿真器、地面站软件、遥控器和接收机等软硬件设备及实验指导包,为用户提供了一整套控制类教学服务升级解决方案,系统性、逻辑性较强,能够快速对设计好的控制算法进行实践,为即将开始的研发工作提前建立了基础研发平台,构建了严谨的实验流程,使得多旋翼控制算法的研发能够在一定高度上有序、高效进行。

 

代码移植方便快捷,节约开发成本

        代码由Matlab/Simulink开发,兼容性很强,用户可对代码灵活修改,不会被编程风格或文档问题所限而难以更改;同时,Matlab/Simulink可以根据不同的软硬件系统生成不同的代码,移植方便快捷,避免了技术的二次开发,缩短了研发周期。

 

科学规划,由浅入深,逐步推进

        本研发平台为用户规划了科学的开发实验流程,整个开发过程由浅入深,逐步推进,分为四大阶段:设计阶段、仿真阶段、半物理仿真阶段以及实际飞行阶段,便于逐步深入学习、领悟,推动研发进程。

开发流程

        基于模型设计的一体化无人机飞控开发设计平台的开发流程图:

        如上图所示基于模型设计的一体化无人机飞控开发设计平台的开发流程分为:

        1) 系统模型设计:根据设计需求编写需求文档,对整个多旋翼的控制物理模型进行系统建模设计,并与需求文档进行挂接验证模型是否有误;

        2) 控制系统设计:根据多旋翼的控制要求,进行多旋翼的控制算法设计,并与需求文档进行挂接验证算法是否完善;

        3) 软件在环仿真:利用本方案所搭建的软件在环仿真平台,快速验证多旋翼的控制算法效果,并可以自动注入多种故障进行全方位仿真测试;

        4) 自动代码生成:利用Matlab/Simulink自动代码生成技术自动生成代码,并烧写至DY PixHawk DyEdu飞控中;

        5) 硬件在环仿真:利用本方案所搭建的硬件在环仿真平台术快速验证飞控对多四旋翼的控制性能,并可以自动注入多种故障进行全方位仿真测试;

        6) 系统测试验证:通过室内定位系统,在室内对多旋翼进行高精度实际飞行测试,完成真实环境实际飞行测试。