在航空工程领域,无人机的控制与建模一直是研究的重点。固定翼无人机由于其独特的飞行特性,其控制系统设计和分析通常涉及到复杂的非线性动态系统。为了便于分析和控制,通常需要将这些非线性系统线性化。线性化过程是将非线性系统在其工作点附近近似为线性系统的过程,这对于应用现代控制理论和设计方法至关重要。 MATLAB是一种广泛使用的数学计算软件,它提供了一系列工具箱,包括控制系统工具箱和符号计算工具箱,这些工具箱使得进行复杂的数学运算和系统建模变得相对容易。在固定翼无人机的线性化问题中,MATLAB可以用来计算系统的状态空间表示,将非线性方程转换为线性方程,并进行进一步的分析和设计。 固定翼无人机的动态模型包括纵向和横向动力学模型。纵向模型负责描述沿机体的前后轴(通常称为俯仰轴)的运动,而横向模型则描述沿机体的左右轴(通常是滚转和偏航轴)的运动。在实际飞行控制系统设计中,纵向和横向动态往往需要被解耦,即各自独立控制,以简化控制算法的设计和实施。 在进行固定翼无人机的线性化时,需要首先建立无人机的非线性运动方程,这通常包括六个自由度:沿三个轴的线性运动(纵向、横向、垂直方向)和绕三个轴的角运动(俯仰、滚转、偏航)。然后,运用泰勒级数展开、雅可比矩阵或者其他数学方法,将这些非线性方程在特定的工作点附近展开并线性化。 线性化的结果是一个状态空间模型,它可以用状态方程来描述: \[ \dot{x}(t) = Ax(t) + Bu(t) \] \[ y(t) = Cx(t) + Du(t) \] 其中,\(x(t)\) 是系统状态向量,\(u(t)\) 是输入向量,\(y(t)\) 是输出向量,而 \(A\)、\(B\)、\(C\) 和 \(D\) 是状态空间矩阵,它们是通过线性化过程获得的。 在本次提供的文件中,文件名列表包含多个函数文件,如GetLong.m和GetLate.m等,这些文件名暗示了它们在无人机线性化过程中的功能。例如,GetLong.m可能用于获取与纵向动力学相关的一些线性化参数或模型,而GetLate.m则可能对应横向动力学。其他诸如getCL.m、getCLbar.m、getCY.m、GetCM.m、getCN.m和getCD.m等文件可能用于计算升力、侧向力、滚转力矩、俯仰力矩、偏航力矩和阻力等系数,这些系数对于线性化过程至关重要。 此外,InitParam.m文件可能用于初始化线性化过程中的参数,这些参数包括无人机的物理特性、环境条件以及飞行状态等。 通过MATLAB实现固定翼无人机线性化是一个复杂的过程,它涉及到对无人机非线性动态模型的深入理解,以及对线性代数、系统控制理论和MATLAB编程的熟练应用。线性化后,控制系统的设计者可以使用这些线性模型来设计稳定和控制算法,以实现无人机的精确飞行控制。
2025-05-16 00:23:55 4KB 状态空间
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视直接甲醇燃料电池DMFC(Direct Methanol Fuel Cell)为复杂的非线性系统,综合应用现代控制理论和模糊控制技术,建立状态空间模型,设计参数自适应模糊PID控制器,规定模糊控制规则,把多输入多输出系统转换为单输入单输出系统.采用Matlab软件,对以阴极空气进料速度为输入量,以电堆的输出功率为输出量的系统进行仿真.结果表明,所设计的控制方案能够有效提高DMFC系统的工作性能.
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广义状态空间平均法无线电能传输系统建模 包含 matlab 代码和 simulink 对照仿真 直接运行脚本代码,结果直接展现
2024-04-12 11:07:33 61KB matlab
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通过状态空间方法的时间序列分析
2024-01-14 13:08:42 8.74MB 状态空间方法 时间序列分析
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引言2.1 线性定常齐次状态方程的解(自由解)2.2 矩阵指数函数-状态转移矩阵2.3 线性定常系统非齐次方程的解2.4 线性时变系统的解2.5 离散时间系统状
2023-03-22 19:36:54 1.09MB 矩阵
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为进一步解决复杂系统脆性理论既有研究工具存在的系统状态定量描述困难、系统边界条件约束较多 等问题,将有色 Petri 网及其仿真工具 CPN Tools 引入到复杂系统脆性度量研究中。有色 Petri 网及 CPN Tools 内 置的查询工具、既有的高级状态空间计算方法都降低了复杂系统脆性度量中的问题复杂度。提出基于状态空间 分析的复杂系统脆性度量指标并给出编程实现流程。仿真算例表明状态空间内状态节点的脆性传递过程及其 影响范围能够间接反映系统脆性行为。
2023-03-10 17:06:55 1.26MB 复杂系统; 脆性度量; 有色 Petri
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函数 ODE2SS.m 使用符号工具箱(在 Matlab 2015 中测试)将系统线性化为围绕给定工作点的状态空间。 废水系统示例的文件 TestODE2SS.m 中给出了如何使用该函数的示例。 提供了解释 MIMO 系统的 word 文件。 该函数由 Adrian Lutchman 编写,示例系统由 Brian Aufderheide 博士的课程笔记提供。 提供了用于在命令窗口中显示函数结果和创建用于计算矩阵的函数文件以及要生成的矩阵的选项的选项。 对于前两个选项,1 表示是,0 表示否。 使用此功能发表时请注明作者。
2023-03-10 15:25:02 111KB matlab
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脉冲响应矩阵和状态空间描述 结论:对连续时间线性时不变系统(A.B.C.D),设初始状态为零,则系统的脉冲响应矩阵为 结论:①两个代数等价的连续时间线性时不变系统具有相同的脉冲响应矩阵 ②两个代数等价的连续时间线性时不变系统具有相同的“输出零状态响应”和“输出零输入响应”。 结论:对连续时间线性时不变系统,其脉冲响应矩阵H(t)和传递函数矩阵G(s)之间有如下关系: 6/7,20/29
2023-03-08 15:31:23 1.9MB 线性系统理论
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拣货路径优化matlab代码概述 Chapman 等人在提交给 IEEE Transactions on Automatic Control,2021 年 6 月的“通过状态空间增强进行风险敏感的安全分析”中介绍的用于生成图形和工件的分析代码。 依赖关系 计算环境 运行此存储库中的代码需要最新版本的 Matlab。 我们已经在 Windows 10 和 Red Hat Enterprise Linux Server 7.8 版上测试了这个存储库。 安装说明 下载此存储库的副本 使用是下载在 Matlab 中启动和运行所需的所有文件的副本的最简单方法。 我们针对 git v2.8.2.396 测试了这些指令。 这些文件将下载到名为RSSAVSA-2021的文件夹中。 从命令行界面,导航到要下载RSSAVSA-2021 的目录。 然后执行以下命令: git clone https://github.com/risk-sensitive-reachability/RSSAVSA-2021 设置您的 Matlab 工作区 要设置您的 Matlab 工作区: 导航到包含RSSAVSA-2021的
2023-02-19 19:38:50 190KB 系统开源
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动态危害 动态危害的目标是估计生存分析中的时变效应。 时变效应是通过状态空间模型估算的,其中状态系数遵循给定的随机游动。 使用状态空间模型的优势在于,您可以推断出最近观察到的时间段以外的时间。 有关更多详细信息,请参见ddhazard小插图。 。 粒子滤波和更平滑的方法可以比随机游走模型估计更通用的模型。 有关一些示例,请参见目录。 安装 您可以使用以下命令从github安装dynamichazard: # install.packages("remotes") remotes :: install_github( " boennecd/dynamichazard " ) 您还可以通过调用以下命令从CRAN下载该软件包: install.packages( " dynamichazard " ) 示例-ddhazard 我将使用JMbayes软件包中的aids数据集。 数据集
2023-01-24 16:39:24 65.75MB r particle-filter survival-analysis survival
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