matlab四旋翼无人机仿真

MATLAB 是一个非常好的工具，可以用来模拟四旋翼无人机的运动。下面是一个基本的四旋翼无人机模型的示例：

% 定义四旋翼无人机的参数
m = 1.2; % 质量，单位 kg
g = 9.81; % 重力加速度，单位 m/s^2
l = 0.25; % 旋翼到中心的距离，单位 m
Jx = 0.034; % 绕 x 轴的惯性矩，单位 kg m^2
Jy = 0.045; % 绕 y 轴的惯性矩，单位 kg m^2
Jz = 0.097; % 绕 z 轴的惯性矩，单位 kg m^2

% 定义初始状态
x0 = 0; % x 位置，单位 m
y0 = 0; % y 位置，单位 m
z0 = 0; % z 位置，单位 m
phi0 = 0; % 绕 x 轴的欧拉角，单位 rad
theta0 = 0; % 绕 y 轴的欧拉角，单位 rad
psi0 = 0; % 绕 z 轴的欧拉角，单位 rad
u0 = 0; % x 方向速度，单位 m/s
v0 = 0; % y 方向速度，单位 m/s
w0 = 0; % z 方向速度，单位 m/s
p0 = 0; % 绕 x 轴的角速度，单位 rad/s
q0 = 0; % 绕 y 轴的角速度，单位 rad/s
r0 = 0; % 绕 z 轴的角速度，单位 rad/s

% 定义控制输入
% 这里我们简单地定义为固定的电机转速
w1 = 10; % 旋翼 1 的转速，单位 rad/s
w2 = 10; % 旋翼 2 的转速，单位 rad/s
w3 = 10; % 旋翼 3 的转速，单位 rad/s
w4 = 10; % 旋翼 4 的转速，单位 rad/s

% 定义仿真时间
tspan = [0 10];

% 定义初始状态向量
x0 = [x0 y0 z0 phi0 theta0 psi0 u0 v0 w0 p0 q0 r0];

% 定义控制输入向量
u = [w1 w2 w3 w4];

% 调用 ode45 函数进行求解
[t, x] = ode45(@(t, x) quadrotor_ode(t, x, u, m, g, l, Jx, Jy, Jz), tspan, x0);

% 绘制无人机的轨迹
plot3(x(:,1), x(:,2), x(:,3));

其中，`quadrotor_ode` 函数用来计算四旋翼无人机的动力学方程。这个函数的代码如下：

function dxdt = quadrotor_ode(t, x, u, m, g, l, Jx, Jy, Jz)
% 计算四旋翼无人机的动力学方程

% 解析状态向量
x1 = x(1); % x 位置，单位 m
x2 = x(2); % y 位置，单位 m
x3 = x(3); % z 位置，单位 m
x4 = x(4); % 绕 x 轴的欧拉角，单位 rad
x5 = x(5); % 绕 y 轴的欧拉角，单位 rad
x6 = x(6); % 绕 z 轴的欧拉角，单位 rad
x7 = x(7); % x 方向速度，单位 m/s
x8 = x(8); % y 方向速度，单位 m/s
x9 = x(9); % z 方向速度，单位 m/s
x10 = x(10); % 绕 x 轴的角速度，单位 rad/s
x11 = x(11); % 绕 y 轴的角速度，单位 rad/s
x12 = x(12); % 绕 z 轴的角速度，单位 rad/s

% 解析控制输入向量
w1 = u(1); % 旋翼 1 的转速，单位 rad/s
w2 = u(2); % 旋翼 2 的转速，单位 rad/s
w3 = u(3); % 旋翼 3 的转速，单位 rad/s
w4 = u(4); % 旋翼 4 的转速，单位 rad/s

% 计算四旋翼无人机的动力学方程
dxdt = zeros(12, 1);

dxdt(1) = x7;
dxdt(2) = x8;
dxdt(3) = x9;
dxdt(4) = x10 + sin(x4)*tan(x5)*x11 + cos(x4)*tan(x5)*x12;
dxdt(5) = cos(x4)*x11 - sin(x4)*x12;
dxdt(6) = sin(x4)/cos(x5)*x11 + cos(x4)/cos(x5)*x12;
dxdt(7) = -g*sin(x5) + (cos(x4)*sin(x5)*cos(x6) + sin(x4)*sin(x6))*sum(w1, w2, w3, w4)/m;
dxdt(8) = g*sin(x4)*cos(x5) - cos(x4)*cos(x5)*cos(x6)*sum(w1, w2, w3, w4)/m;
dxdt(9) = g*cos(x4)*cos(x5)*cos(x6) - sin(x4)*cos(x5)*cos(x6)*sum(w1, w2, w3, w4)/m - g;
dxdt(10) = (Jy - Jz)*x11*x12/Jx + l*(w2^2 + w4^2 - w1^2 - w3^2)/Jx;
dxdt(11) = (Jz - Jx)*x10*x12/Jy + l*(w3^2 + w4^2 - w1^2 - w2^2)/Jy;
dxdt(12) = (Jx - Jy)*x10*x11/Jz + (w1^2 + w2^2 - w3^2 - w4^2)/Jz;

end

这个函数使用了四元数来表示无人机的姿态，同时也考虑了旋翼的转速对无人机的动力学的影响。

你可以根据自己的需要来修改和扩展这个模型。