[飛控]從零開(kāi)始建模(三)-控制分配淺析
在深入探討飛行器控制系統(tǒng)之前，我們需要明確控制的目標(biāo)和方法。模型輸入為四個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，輸出是飛行器的狀態(tài)，包括位置、速度、加速度、角速度和角度。要使模型運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，我們需要建立控制器，讓電機(jī)按照設(shè)定的轉(zhuǎn)速工作。
電機(jī)產(chǎn)生的力與轉(zhuǎn)速相關(guān)，實(shí)際中通常通過(guò)PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制電機(jī)，PWM的占空比決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)速。占空比介于0~1之間，0表示電機(jī)不轉(zhuǎn)，1表示電機(jī)以最大轉(zhuǎn)速運(yùn)行。獲取具體電機(jī)的轉(zhuǎn)速與占空比關(guān)系需要參考電機(jī)品牌官網(wǎng)性能表，或使用北航可靠飛行控制研究組飛行測(cè)評(píng)軟件，以獲得便捷的數(shù)據(jù)。
控制器輸出的分配是構(gòu)建飛行控制策略的關(guān)鍵。通常，使用PID（比例、積分、微分）控制時(shí)，飛行器的不同通道對(duì)應(yīng)不同的控制目標(biāo)，如高度、前進(jìn)后退、轉(zhuǎn)向等。每個(gè)通道通過(guò)與實(shí)際狀態(tài)比較得到輸出，然后根據(jù)電機(jī)與通道之間的關(guān)系，將這些輸出分配給對(duì)應(yīng)的電機(jī)。
以「+」型建模為例，控制分配矩陣可以幫助我們理解不同電機(jī)應(yīng)如何響應(yīng)控制器的輸出。以飛行姿態(tài)控制為例，向前飛行需要M1和M3減速，M2和M4加速，通過(guò)控制分配矩陣實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。矩陣中的系數(shù)反映了電機(jī)與控制通道之間的關(guān)系，如M1電機(jī)的系數(shù)為0、-1、1、0，表示在控制向前飛行時(shí)，主要依賴M1電機(jī)與控制器輸出的交互。
然而，實(shí)際應(yīng)用中，電機(jī)需要平衡多種控制需求，如保持穩(wěn)定飛行、響應(yīng)快速轉(zhuǎn)向或加速。為避免電機(jī)能量限制，有些開(kāi)源代碼會(huì)限制油門通道的輸出，以確保其余通道有足夠的能量實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制。這種限制需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，以適應(yīng)飛行器的具體需求。
「x」型飛行器的控制分配更為復(fù)雜，需要考慮到兩個(gè)電機(jī)同時(shí)作用的情況。例如，「x」型飛行器控制分配矩陣中的系數(shù)會(huì)調(diào)整為與電機(jī)布局和控制目標(biāo)相匹配的值，如M1電機(jī)的系數(shù)調(diào)整為-0.707等，以適應(yīng)「x」型結(jié)構(gòu)的特性。
APM（ArduPilot Mega）源碼中包含了控制分配的相關(guān)實(shí)現(xiàn)，如`AP_Motors6DOF.cpp`和`AP_MotorsMatrix.cpp`，展示了具體的控制分配算法。
控制分配背后的理論涉及線性代數(shù)和控制理論，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型來(lái)描述電機(jī)與控制通道之間的關(guān)系。PID控制器的參數(shù)調(diào)整能夠補(bǔ)償模型中的未知量，如升力系數(shù)、扭力系數(shù)和電機(jī)到機(jī)體中心的距離。
深入研究控制分配需要理解飛行器動(dòng)力學(xué)和控制理論，同時(shí)結(jié)合實(shí)際飛行器的具體參數(shù)和需求。推薦的參考資料包括知乎專欄文章和《多旋翼飛行器設(shè)計(jì)與控制》等書(shū)籍。此外，與專業(yè)人士交流和獲取更多資源也是深入學(xué)習(xí)的好途徑。
燕炊13260098491： 室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)有哪些書(shū)值得推薦?
金安區(qū)軸肩： ______ 必讀書(shū)目:《好好住家居指南:從零開(kāi)始的裝修攻略》「關(guān)于裝修,你必須值得擁有的第一本書(shū)」來(lái)自超過(guò)300個(gè)中國(guó)真實(shí)家庭的真實(shí)分享,按照最符合入門的認(rèn)知邏輯編...
燕炊13260098491： 麗楓酒店是全國(guó)連鎖的嗎?酒店投資賺錢嗎?
金安區(qū)軸肩： ______ 您好,麗楓酒店作為近年來(lái)發(fā)展勢(shì)頭迅猛的中端連鎖酒店品牌,麗楓總部對(duì)于投資人予以全方位的扶持政策,幫助投資者從零開(kāi)始運(yùn)營(yíng)一間酒店,到實(shí)現(xiàn)可觀收益.目前麗楓已開(kāi)業(yè)380家,簽約720家,實(shí)現(xiàn)全國(guó)全省份覆蓋.經(jīng)歷五年時(shí)間經(jīng)營(yíng),麗楓已成為行業(yè)中的佼佼者.未來(lái)麗楓酒店將深化布局,掀起中高端酒店行業(yè)新一輪投資熱潮. 受益于良好的RevPAR(每間可供房收入)以及優(yōu)秀的成本控制,麗楓酒店盈利能力優(yōu)秀.目前加盟麗楓酒店的投資回報(bào)率高達(dá)30%,最快回本的門店僅一年半.
燕炊13260098491： 電腦什么都不會(huì)從零開(kāi)始學(xué)會(huì)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)要多久
金安區(qū)軸肩： ______ 網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì) 就是:網(wǎng)頁(yè)前臺(tái) 一般前臺(tái)使用的是 網(wǎng)頁(yè)三劍客 由Dreamweaver,Fireworks,Flash三個(gè)軟件組成! 主要使用Dreamweaver進(jìn)行前臺(tái)的設(shè)計(jì), Fireworks 負(fù)責(zé)一些圖片的剪切,Flash負(fù)責(zé)有動(dòng)畫(huà)! 0基礎(chǔ)的話 需要3-6個(gè)月學(xué)習(xí)軟件操作! 設(shè)計(jì)的靈魂不在于軟件,而是在于人,軟件只是你的一個(gè)工具!
燕炊13260098491： 32歲了還能學(xué)報(bào)關(guān)員嗎32歲了,想從零開(kāi)始考個(gè)報(bào)關(guān)員資格證,也不
金安區(qū)軸肩： ______ 從年齡來(lái)講有點(diǎn)大,但從學(xué)習(xí)的角度一點(diǎn)都不晚. 現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)這么不好,多學(xué)點(diǎn)... 你從新學(xué)在開(kāi)始干是需要時(shí)間的. 我覺(jué)得意義不是很大,況且這個(gè)職業(yè)掙錢不是太多...
燕炊13260098491： 電路的暫態(tài)過(guò)程從t=0大致經(jīng)過(guò)時(shí)間,就可認(rèn)為到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)了. A Γ B...
金安區(qū)軸肩： ______ 上年的余額要結(jié)轉(zhuǎn)掉,新的一年從0開(kāi)始登嗎? 是的.管理費(fèi)用期末都要結(jié)轉(zhuǎn),余額為 0 .第二年等于新的開(kāi)始記賬,與上年度的沒(méi)有關(guān)聯(lián).結(jié)轉(zhuǎn)分錄 借:本年利潤(rùn) 貸:管理費(fèi)用
燕炊13260098491： 因果序列是右邊序列的特例,時(shí)域范圍從零開(kāi)始 - 上學(xué)吧普法考試
金安區(qū)軸肩： ______ 我的經(jīng)驗(yàn)是:首先必須使他們完全忘掉以前的字體,從零開(kāi)始,從最基本的點(diǎn)劃練起.然后再練結(jié)構(gòu).對(duì)鋼筆字來(lái)說(shuō),最重要的是結(jié)構(gòu)問(wèn)題,結(jié)體的好壞直接影響著字的美...
電機(jī)產(chǎn)生的力與轉(zhuǎn)速相關(guān)，實(shí)際中通常通過(guò)PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制電機(jī)，PWM的占空比決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)速。占空比介于0~1之間，0表示電機(jī)不轉(zhuǎn)，1表示電機(jī)以最大轉(zhuǎn)速運(yùn)行。獲取具體電機(jī)的轉(zhuǎn)速與占空比關(guān)系需要參考電機(jī)品牌官網(wǎng)性能表，或使用北航可靠飛行控制研究組飛行測(cè)評(píng)軟件，以獲得便捷的數(shù)據(jù)。
控制器輸出的分配是構(gòu)建飛行控制策略的關(guān)鍵。通常，使用PID（比例、積分、微分）控制時(shí)，飛行器的不同通道對(duì)應(yīng)不同的控制目標(biāo)，如高度、前進(jìn)后退、轉(zhuǎn)向等。每個(gè)通道通過(guò)與實(shí)際狀態(tài)比較得到輸出，然后根據(jù)電機(jī)與通道之間的關(guān)系，將這些輸出分配給對(duì)應(yīng)的電機(jī)。
以「+」型建模為例，控制分配矩陣可以幫助我們理解不同電機(jī)應(yīng)如何響應(yīng)控制器的輸出。以飛行姿態(tài)控制為例，向前飛行需要M1和M3減速，M2和M4加速，通過(guò)控制分配矩陣實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。矩陣中的系數(shù)反映了電機(jī)與控制通道之間的關(guān)系，如M1電機(jī)的系數(shù)為0、-1、1、0，表示在控制向前飛行時(shí)，主要依賴M1電機(jī)與控制器輸出的交互。
然而，實(shí)際應(yīng)用中，電機(jī)需要平衡多種控制需求，如保持穩(wěn)定飛行、響應(yīng)快速轉(zhuǎn)向或加速。為避免電機(jī)能量限制，有些開(kāi)源代碼會(huì)限制油門通道的輸出，以確保其余通道有足夠的能量實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制。這種限制需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，以適應(yīng)飛行器的具體需求。
「x」型飛行器的控制分配更為復(fù)雜，需要考慮到兩個(gè)電機(jī)同時(shí)作用的情況。例如，「x」型飛行器控制分配矩陣中的系數(shù)會(huì)調(diào)整為與電機(jī)布局和控制目標(biāo)相匹配的值，如M1電機(jī)的系數(shù)調(diào)整為-0.707等，以適應(yīng)「x」型結(jié)構(gòu)的特性。
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控制分配背后的理論涉及線性代數(shù)和控制理論，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型來(lái)描述電機(jī)與控制通道之間的關(guān)系。PID控制器的參數(shù)調(diào)整能夠補(bǔ)償模型中的未知量，如升力系數(shù)、扭力系數(shù)和電機(jī)到機(jī)體中心的距離。
深入研究控制分配需要理解飛行器動(dòng)力學(xué)和控制理論，同時(shí)結(jié)合實(shí)際飛行器的具體參數(shù)和需求。推薦的參考資料包括知乎專欄文章和《多旋翼飛行器設(shè)計(jì)與控制》等書(shū)籍。此外，與專業(yè)人士交流和獲取更多資源也是深入學(xué)習(xí)的好途徑。
[飛控]從零開(kāi)始建模(三)-控制分配淺析
控制器輸出的分配是構(gòu)建飛行控制策略的關(guān)鍵。通常，使用PID（比例、積分、微分）控制時(shí)，飛行器的不同通道對(duì)應(yīng)不同的控制目標(biāo)，如高度、前進(jìn)后退、轉(zhuǎn)向等。每個(gè)通道通過(guò)與實(shí)際狀態(tài)比較得到輸出，然后根據(jù)電機(jī)與通道之間的關(guān)系，將這些輸出分配給對(duì)應(yīng)的電機(jī)。以「+」型建模為例，控制分配矩陣可以幫助我們理解...
如何從零開(kāi)始學(xué)習(xí)px4、pixhawk開(kāi)發(fā)?
，這將幫助你診斷問(wèn)題和調(diào)試代碼。最后，當(dāng)你掌握了這些基礎(chǔ)，你就可以開(kāi)始嘗試編寫(xiě)自己的代碼，或者參與到實(shí)際的硬件和軟件集成項(xiàng)目中去——acmeuav：PX4-2-系統(tǒng)架構(gòu)淺析 。從零開(kāi)始并不意味著從零到無(wú)窮，而是通過(guò)逐步學(xué)習(xí)和實(shí)踐，一步步建立起對(duì)PX4和Pixhawk開(kāi)發(fā)的扎實(shí)基礎(chǔ)。祝你在探索飛控世界的旅程中...
航空電子通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的淺析
動(dòng)態(tài)總線控制方案是指1553B總線上有若干個(gè)具備作為總線控制器的子系統(tǒng),但一個(gè)時(shí) 閫 段上僅允許一個(gè)作為總線控制器。總線控制權(quán)的交接方式有兩種:時(shí)分制方式,即每個(gè)潛在的總線控制器被預(yù)先分配給固定的時(shí)間段來(lái)控制總線;循環(huán)交接控制權(quán)方式,該方式是按照各子系統(tǒng)的通信地址排列順序交接控制權(quán),該方式較時(shí)分制方式管理復(fù)...
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金安區(qū)軸肩： ______ 必讀書(shū)目:《好好住家居指南:從零開(kāi)始的裝修攻略》「關(guān)于裝修,你必須值得擁有的第一本書(shū)」來(lái)自超過(guò)300個(gè)中國(guó)真實(shí)家庭的真實(shí)分享,按照最符合入門的認(rèn)知邏輯編...
金安區(qū)軸肩： ______ 您好,麗楓酒店作為近年來(lái)發(fā)展勢(shì)頭迅猛的中端連鎖酒店品牌,麗楓總部對(duì)于投資人予以全方位的扶持政策,幫助投資者從零開(kāi)始運(yùn)營(yíng)一間酒店,到實(shí)現(xiàn)可觀收益.目前麗楓已開(kāi)業(yè)380家,簽約720家,實(shí)現(xiàn)全國(guó)全省份覆蓋.經(jīng)歷五年時(shí)間經(jīng)營(yíng),麗楓已成為行業(yè)中的佼佼者.未來(lái)麗楓酒店將深化布局,掀起中高端酒店行業(yè)新一輪投資熱潮. 受益于良好的RevPAR(每間可供房收入)以及優(yōu)秀的成本控制,麗楓酒店盈利能力優(yōu)秀.目前加盟麗楓酒店的投資回報(bào)率高達(dá)30%,最快回本的門店僅一年半.
金安區(qū)軸肩： ______ 網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì) 就是:網(wǎng)頁(yè)前臺(tái) 一般前臺(tái)使用的是 網(wǎng)頁(yè)三劍客 由Dreamweaver,Fireworks,Flash三個(gè)軟件組成! 主要使用Dreamweaver進(jìn)行前臺(tái)的設(shè)計(jì), Fireworks 負(fù)責(zé)一些圖片的剪切,Flash負(fù)責(zé)有動(dòng)畫(huà)! 0基礎(chǔ)的話 需要3-6個(gè)月學(xué)習(xí)軟件操作! 設(shè)計(jì)的靈魂不在于軟件,而是在于人,軟件只是你的一個(gè)工具!
金安區(qū)軸肩： ______ 從年齡來(lái)講有點(diǎn)大,但從學(xué)習(xí)的角度一點(diǎn)都不晚. 現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)這么不好,多學(xué)點(diǎn)... 你從新學(xué)在開(kāi)始干是需要時(shí)間的. 我覺(jué)得意義不是很大,況且這個(gè)職業(yè)掙錢不是太多...
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