MATLAB四旋翼飞行器PID姿态控制仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB/Simulink构建四旋翼飞行器动力学模型，集成PID控制器实现滚转、俯仰和偏航姿态稳定控制。包含六自由度方程、电机推力模块及环境扰动仿真，适用于控制算法验证与教学演示。

详 情 说 明

四旋翼飞行器PID姿态控制仿真系统

项目介绍

本项目基于MATLAB/Simulink平台构建了一个完整的四旋翼飞行器姿态控制仿真系统。系统实现了从飞行器动力学建模到PID控制器设计的全流程仿真，能够模拟四旋翼在给定姿态指令下的动态响应过程，为飞行控制算法的验证和参数整定提供有效的仿真环境。

功能特性

• 完整动力学模型：包含六自由度刚体动力学方程、电机推力模型和螺旋桨气动效应
• 多通道PID控制：针对滚转、俯仰和偏航三个姿态通道设计独立PID控制器
• 环境扰动模拟：支持风扰等环境干扰因素的注入仿真
• 实时可视化：通过示波器模块实时显示姿态角跟踪过程和控制信号
• 性能分析：自动计算超调量、调节时间和稳态误差等关键性能指标
• 三维动画：可选的三维运动轨迹可视化，直观展示飞行器运动状态

使用方法

1. 参数配置：在相应模块中设置四旋翼物理参数、PID控制器参数和仿真环境参数
2. 指令输入：设定期望的滚转角、俯仰角和偏航角指令信号
3. 启动仿真：运行仿真系统，观察实时响应曲线
4. 结果分析：查看性能指标数据，调整控制器参数优化系统性能
5. 故障处理：若主示波器显示异常，可切换至备用示波器进行数据可视化

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink基础模块库
• 推荐配置：4GB以上内存，支持三维图形显示

文件说明

主程序文件集成了仿真系统的核心启动与配置功能，负责初始化飞行器物理参数、控制器增益设置以及仿真环境配置，执行Simulink模型的调用与运行控制，同时实现仿真数据的采集、性能指标计算以及结果可视化输出。