案例介紹
四旋翼無人機模型使用2套相同的固定螺距螺旋槳(2個順時針和2個逆時針)來控制升力和扭矩,通過改變一個或多個旋翼盤的旋轉速度來實現對無人機運動的控制,從而改變其推力或升力特性。
在MotionSolve仿真中實現這種控制,可以通過導入Activate創建的控制器的FMU模塊來輕鬆實現。
橫向螺旋槳(左和右)控制飛行器的側傾,縱向螺旋槳(前和後)控制飛行器的俯仰。
下圖中的旋翼信號差異決定了飛行器的運動姿態。
仿真建模流程
- 導入幾何體並添加物體之間的連接關係。
- 添加4個驅動定義轉子旋轉的運動
- 添加空氣動力,包括風擾動力和推力,推力取決於轉子的旋轉。
Fz=Tf*Wz²
其中:Fz = 推力,Tf = 推力係數(考慮到螺旋槳的幾何形狀、空氣密度和旋轉面積而定義,在此分析中Tf=2.1998e-5),Wz = 螺旋槳的角速度。
- 添加角度、位移和速度的輸出
- 導入控制系統模型FMU文件
- 編輯FMU中的輸入輸出信息。FMU的輸入是無人機的角度、位移和速度,輸出是每個轉子的螺旋槳旋轉速度。
- 將FMU中的輸出信號作為輸入添加到螺旋槳的運動中。
- 運行仿真。
仿真結果
分析結果動畫
無人機運動姿態變化曲線
無人機質心坐標變化曲線
模型下載
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本期模型編號及名稱:
124_四旋翼無人機仿真案例_模型/
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