MATLAB四旋翼无人机控制与轨迹仿真平台

资 源 简 介

基于MATLAB/Simulink开发的四旋翼无人机全系统仿真平台，包含精确动力学建模、轨迹规划算法、PID姿态控制器和3D可视化模块，支持自主飞行轨迹仿真与性能分析。

详 情 说 明

四旋翼飞行轨迹控制与仿真平台

项目介绍

本项目基于MATLAB/Simulink环境开发了一套完整的四旋翼无人机控制仿真系统。系统通过建立精确的动力学模型和先进的飞行控制器，实现了自主轨迹规划、姿态稳定控制和三维航迹可视化等核心功能。该平台能够模拟真实飞行环境中的物理效应，支持多种场景下的飞行任务验证，并为用户提供详细的航迹数据分析和性能评估报告。

功能特性

• 精确动力学建模：采用非线性动力学方程，真实模拟四旋翼飞行器的物理特性
• 智能轨迹规划：支持三维空间中的自主路径规划与跟踪控制
• 多控制器设计：集成PID、LQR等先进控制算法，确保飞行姿态稳定
• 实时可视化仿真：提供动态三维轨迹显示和飞行状态监控
• 性能分析评估：自动生成跟踪误差、稳定时间等关键性能指标报告
• 多场景验证：支持悬停、直线飞行、复杂轨迹等多种飞行任务测试

使用方法

1. 参数配置：在配置文件中设置飞行器物理参数和控制器参数
2. 轨迹输入：定义期望航迹点（三维坐标序列及时间戳）和初始状态
3. 仿真运行：执行主程序启动仿真过程
4. 结果分析：查看生成的飞行状态数据、三维动画和性能报告
5. 参数调整：根据仿真结果优化控制器参数，提升系统性能

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本，Simulink基础模块
• 必备工具箱：Aerospace Toolbox, Control System Toolbox, Simulink 3D Animation
• 硬件配置：至少4GB内存，支持OpenGL的显卡
• 操作系统：Windows 10/11, Linux或macOS

文件说明

主程序文件作为整个仿真系统的控制中枢，实现了仿真流程的集成管理功能。它负责初始化飞行器参数和仿真环境，调用轨迹规划算法生成期望路径，协调动力学模型与控制器的数据交互，启动并监控Simulink仿真过程，处理仿真产生的原始数据并执行性能指标计算，同时生成三维可视化动画和详细的分析报告，最终将所有的仿真结果进行系统化整理与输出。