基于MATLAB的无人机建模、仿真与控制产品系统

本项目基于MATLAB/Simulink搭建四旋翼无人机六自由度动力学模型，用于验证无人机飞控算法与轨迹跟踪性能。项目涵盖旋转动力学与平移动力学建模、串联PID控制器设计、弹簧轨迹跟踪验证等完整流程。该仿真平台可用于无人机控制系统开发验证、飞行仿真研究及控制算法教学演示等场景。

该系统实现基于MATLAB/Simulink的四旋翼无人机六自由度建模与控制仿真，具备以下功能:
1)基于牛顿-欧拉方程建立旋转动力学(欧拉方程)与平移动力学(牛顿第二定律)模型，包含12个状态变量完整系统表达，考虑陀螺效应力矩；
2)设计位置环与姿态环串联PID控制器，各通道独立调参，位置环与姿态环均采用Kp=5、Ki=5、Kd=5的统一参数配置；
3)支持弹簧轨迹跟踪验证，包含水平圆周运动(半径1m,角速度0.2rad/s)和垂直匀速上升(速度10m/s)的三维轨迹，同时实现偏航角周期性摆动跟踪ad=sin(t); 4)自动计算轨迹跟踪误差(水平误差

本项目由我独立完成全部开发工作。具体任务包括:
1)基于牛顿-欧拉方程建立四旋翼无人机六自由度动力学模型，包含旋转动力学(欧拉方程)与平移动力学(牛顿第二定律)，考虑陀螺效应力矩；
2)在Simulink环境中实现包含12个状态变量的完整系统模型，包含旋转矩阵、姿态运动学与动力学方程；
3)设计位置环与姿态环串联PID控制器，各通道独立调参，确定位置环与姿态环均为Kp=5、Ki=5、Kd=5的统一参数配置；
4)生成弹簧轨迹(水平圆周xad=cos(0.2t), yd=sin(0.2t)+垂直上升z=10t+偏航摆动2d=sin(t))作为跟踪目标；
5)完成轨迹跟踪仿真验证，水平跟踪误差小于0.2m,垂直跟踪误差小于0.1m,偏航角响应平滑；
6)整理仿真结果并生成完整技术报告。 技术栈:MATLAB/Simlink。实现亮点:独立完成从物理建模到控制器设计、轨迹验证的完整闭环，在弹簧轨迹中同时考察位置跟踪与偏航通道的协调响应能力。