测试多旋翼圆形控制的MATLAB代码
时间: 2024-02-19 21:00:33 浏览: 15
以下是一个简单的多旋翼圆形控制的MATLAB代码示例,供您参考:
```matlab
% 多旋翼圆形控制的MATLAB代码示例
% 假设控制的圆心为 (x_c, y_c),半径为 r,目标高度为 z_d
% 多旋翼参数
m = 1.0; % 质量
g = 9.81; % 重力加速度
l = 0.25; % 旋翼臂长
kF = 1.0; % 推力系数
kM = 0.1; % 扭矩系数
% 控制参数
Kp_p = 1.0; % 位置控制增益
Kd_p = 0.1; % 位置控制微分增益
Kp_v = 1.0; % 速度控制增益
Kd_v = 0.1; % 速度控制微分增益
Kp_yaw = 1.0; % 偏航角控制增益
% 初始化状态
x = 0.0; % 当前位置 x
y = 0.0; % 当前位置 y
z = 0.0; % 当前位置 z
vx = 0.0; % 当前速度 vx
vy = 0.0; % 当前速度 vy
vz = 0.0; % 当前速度 vz
yaw = 0.0; % 当前偏航角
% 控制循环
for t = 0:0.01:10 % 时间步长为 0.01 秒
% 计算圆心到当前位置的距离和角度
dist = sqrt((x - x_c)^2 + (y - y_c)^2);
angle = atan2(y - y_c, x - x_c);
% 计算期望位置和速度
x_d = x_c + r * cos(angle);
y_d = y_c + r * sin(angle);
z_d = z_d; % 目标高度不变
vx_d = r * (-sin(angle) * yaw_d + cos(angle));
vy_d = r * (cos(angle) * yaw_d + sin(angle));
vz_d = Kp_p * (z_d - z) + Kd_p * (0 - vz);
% 计算误差
dx = x - x_d;
dy = y - y_d;
dz = z - z_d;
dvx = vx - vx_d;
dvy = vy - vy_d;
dvz = vz - vz_d;
% 计算期望推力和期望姿态角
F = m * (g + Kp_p * dz + Kd_p * dvz) / (cos(phi) * cos(theta));
phi_d = (1 / g) * (Kp_v * dvx + Kd_v * (F / m) * sin(psi));
theta_d = (1 / g) * (Kp_v * dvy + Kd_v * (F / m) * cos(psi));
yaw_d = Kp_yaw * (angle - yaw);
% 计算期望扭矩
Mx = kM * (phi_d - phi);
My = kM * (theta_d - theta);
Mz = kM * (yaw_d - yaw);
% 计算期望旋翼推力
F1 = (F / 4) - (1 / (4 * kF)) * (Mx / l + My / l - Mz / (kF * 4));
F2 = (F / 4) - (1 / (4 * kF)) * (-Mx / l + My / l + Mz / (kF * 4));
F3 = (F / 4) - (1 / (4 * kF)) * (-Mx / l - My / l - Mz / (kF * 4));
F4 = (F / 4) - (1 / (4 * kF)) * (Mx / l - My / l + Mz / (kF * 4));
% 更新状态
x = x + vx * 0.01;
y = y + vy * 0.01;
z = z + vz * 0.01;
vx = vx + (F / m) * sin(phi) * cos(theta) * cos(psi) * 0.01;
vy = vy + (F / m) * sin(phi) * cos(theta) * sin(psi) * 0.01;
vz = vz - (F / m) * cos(phi) * cos(theta) * 0.01;
phi = phi + phi_d * 0.01;
theta = theta + theta_d * 0.01;
yaw = yaw + yaw_d * 0.01;
% 输出状态和控制量
disp(['Time: ', num2str(t), ', x: ', num2str(x), ', y: ', num2str(y), ', z: ', num2str(z)]);
disp(['F1: ', num2str(F1), ', F2: ', num2str(F2), ', F3: ', num2str(F3), ', F4: ', num2str(F4)]);
end
```
需要注意的是,上述代码仅为示例,实际应用中需要根据具体的多旋翼参数和控制需求进行调整。另外,该代码示例中的圆形控制仅在平面上进行,没有考虑高度方向的控制,具体实现中需要根据实际需求进行修改。