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px4总能量控制系统.pdf

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Author:敬文义 Date:2018/11/20 1、 能量率 Px4 中固定翼的最大最小能量率 Px4 总能量控制系统 E=mgh h=vt ∂E∂m∂t=gv 2、 根据需要的姿态 roll 的值来求飞机空气动力学负荷系数 3、 根据气压计的高度,求出等效空速和真空速的转化值系数 1
Px4 总能量控制系统 4、 用空气动力学负荷系数来更新能量控制的速度 速度更新的 pi 滤波器(只能通过改变加速度才能改变速度,速度只是一个表象, 所以积分的对象是加速度) 1) 求速度差 3) 求加速度 P 的值 In=In−1+ (β2∗∆V)∗∆T (0.52䁡 ∆V=Vn−Vn−1 2) 求加速度的 I 积分,β为互补滤波器频率 P= 2∗β∗∆V an=In+an−1+P Vn=Vn−1+an∗∆T 4) 求当前加速度 5) 求当前速度 代码如下 2
Px4 总能量控制系统 5、期望高度和实际高度 3
Px4 总能量控制系统 期望速度和实际速度 6、没有空速计更新油门 代码思路:1、获取设置模式的固定油门; 2、pitch 方向的油门补偿; 3、Roll 方向的油门补偿, rollk _ gain *  (tan ) 2 , rollk _ 横滚角度补 gain 偿增益; 代码如下: 4
Px4 总能量控制系统 7、有空速计的油门更新 油门提供的加速度是用来增加总能量的,飞行的过程中由于空气阻力和重力做 的负功,总能力在不断的减小,所以需要油门不断的提供加速度,维持飞机飞行时需 要的总能量。 代码思路:1、根据期望空速和最大最小空速来计算势能可以变化的最大最小 值; 2、计算总能量差(动能差和势能差之和); 3、计算期望的总能量率; 4、计算能量率差(期望的总能量率与当前势能率和动能率之差); 5、用 0.5s 的低通滤波器对能量率差进行滤波,目的是去除加速度 计的噪声(1/(0.2*10) = 0.5s); 6、计算前馈控制+pid 控制; 5
Px4 总能量控制系统 代码如下: 6
Px4 总能量控制系统 8、pitch 控制 Pitch 的控制关系到在总能量保持不变的情况下,动能和势能分配问题,抬头 (pitch > 0)把动能装换为势能,由于重力一直做负功,所以正常情况下飞机一直有 个 3°左右的仰角(迎风角),低头(pitch < 0)把势能转换成动能;这个过程是通过 升降舵来进行动能和势能的分配的。 代码思路:1、确认动能和势能分配的权重; 2、计算期望势能和期望动能的差值; 3、计算期望势能率和期望动能率的差值; 4、计算势能和动能差值; 5、计算势能率和动能率差值; 6、PID 控制; 代码如下: 7
Px4 总能量控制系统 8
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