教育方案
國內第一家小型化、原型化、場景化、標準化工業數字孿生平臺廠商
基于MWORKS的無人機飛控半實物仿真測試平臺
一、概述
本平臺是集教學與科研目的為一體的多功能實驗臺，其在滿足日常學生教學實驗的同時，兼顧無人機飛行控制及力學等學科專業的科學研究，還可以基于反射內存網通訊進行編隊半實物的擴展。平臺主要由系統建模仿真環境、實時仿真系統、三軸仿真轉臺、三維飛行視景系統、遙控器和飛控板組成。
二、平臺特點
基于模型設計（MBD）的開發思路；
支持多旋翼、固定翼等小型無人機飛控系統設計驗證；
支持飛控快速控制原型；
支持PIXHAWK系列飛控、傳感器、舵機、GPS、三軸轉臺等的硬件在環路測試；
支持基于MWORKS建立飛機動力學模型并基于實時仿真機和飛控完成硬件閉環；
支持在線調參、曲線監視、數據處理、飛行視景、多機擴展等功能。
基于MWORKS構建的系統模型在反應多專業耦合特性方面更有優勢，提高系統設計和優化的效果。
打通MWORKS和靈思創奇半實物仿真技術橋梁，實現系統設計仿真與半實物仿真平臺無縫集成及國產化替代。
三、實驗內容
3.1 虛擬仿真試驗
(1)飛行仿真實驗
掌握在系統仿真軟件當中搭建無人機模型方法
構建四旋翼和固定翼的數字仿真模型
了解無人機飛行任務規劃方法
使用飛行視景軟件進行飛行任務規劃迭代驗證
3.2 半實物仿真試驗
(1)飛控代碼生成實驗
了解飛控矯正的流程
掌握控制器模型搭建的方法
運用代碼生成工具進行代碼下載
(2)硬件在回路測試實驗
了解半物理仿真工程創建流程
掌握仿真工程界面搭建方法
仿真結果性能分析
四、示例模型
基于Sysplorer開發的飛行器（無人或有人）數學模型，包括航跡規劃、無人機飛控、無人機動力學和傳感器反饋等子系統。
飛控算法采用雙閉環PID控制結合速度前饋，其外環為角度（angle）控制，角度值是由濾波與姿態解算后得到的歐拉角，有延遲且存在誤差，單閉環無法實現姿態控制過程。在此基礎上引入內環，內環選擇角速度（rate）控制，角速度由陀螺儀直接測量得到，誤差小，響應快，延遲短。
動力學建模是通過對飛行器的飛行原理和各種運動狀態下的受力關系進行分析，參考牛頓-歐拉方程建立仿真模型。
