mathworks：使用MATLAB和Simulink开发城市空中交通飞行器（51页）.pdf

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1、0使用使用MATLAB和和Simulink开发城市空中开发城市空中交通飞行器交通飞行器周玲,MathWorks(Pronoun/Pronoun)Date,2024|Beijing2城市空中交通（UAM）UAM应用趋势：创新的移动系统开发 注重安全性和可靠性 利用人工智能、大数据和物联网 研究、开发和运营中的数字化转型城市空中交通集成了城市空中交通集成了自主性自主性和和智能性智能性，以确保，以确保安全性安全性和和可靠性可靠性，同，同时保持时保持效率效率3城市空中交通：城市交通的未来4用于城市空中交通的集成工作流程Production DeploymentMATLABPlatform Modeli

2、ngImplementSimulinkVerification&ValidationDO-178System ArchitectureData AnalysisSimulate&TestAlgorithm DesignPerceptionPlanning&DecisionControlVTOL Tiltrotor Model in SimulinkRef.Supernal and MathWorks Joint POC Demo56系统工程Author,manage,and link requirementsModel system architectures and perform syst

3、em analysis7平台设计高细节高细节无人机开发无人机开发近似近似无人机应用UAV ToolboxLinkLinkLinkSimscapeAerospace Blockset根据您的任务选择合适的无人机建模方法8VTOL仿真旋翼机Unreal Engine旋翼机资产，旋翼机资产，用于可视化用于可视化旋翼和多旋翼块旋翼和多旋翼块Compute the aerodynamic forces and moments generated by one or more rotors.Aerospace Blockset/PropulsionExample:Mars Helicopter Syste

4、m-Level Design9动力学建模仿真根据自由度选择合适的被控对象模型示例：仅考虑纵向（U、W、）的 3 个自由度=I =平移：滚转：计算由空气动力学、重力、风力、人为力等产生的每个轴向的力和围绕每个轴的力矩UW=122=122升力：阻力：位置、速度、欧拉角、角速度等的输出例10Aerospace Blockset建模示例环境和机身的六自由度非线性运动模型重力、标准大气压、磁力、风等推力系统、空气动力学、平移和旋转运动、传感器等11仿真实例 无风 有风12无人机建模示例Quadcopter Drone Model in SimscapeLink to Model电机和电池刚体运动模型也可

5、以考虑故障的影响Simscape MultibodySimscape Electrical13电动飞机设计探索情况情况:挑战：挑战：确定要满足的电池和冷却系统要求，飞行距离和有效载荷要求解决方案：解决方案：使用 Simscape 对系统进行建模，并使用 MATLAB 对每个配置运行参数扫描PureElectricHybridElectric+-20 mi20 mi20 mi14平台设计通过建模和仿真进行早期设计分析15被控对象辨识以所需的保真度构建被控对象模型利用现有的 PX4 架构对控制器进行建模估算被控对象参数，如惯性矩阵、推力和阻力系数16测试设置Test FlightLog DataU

6、Vify IFO-S drone mounted on Eureka Dynamics FFT GYRO test platformStep 1:收集试飞数据收集试飞数据Step 2:导出和处理飞行日导出和处理飞行日志数据志数据Step 3:验证被控对象模型并调验证被控对象模型并调整控制器整控制器DeployStep 4:17飞行控制基于模型设计开发符合航空行业标准的飞控和制导逻辑18PID控制器的自动调整指定每个控制回路的性能要求Closed PID Autotuner block在仿真过程中自动调整PID控制器Link控制控制用于位置和姿态控制的自动用于位置和姿态控制的自动 PID PID