RealCtrl28D 模块文档¶

所属工具箱：RflySim Swarm

RealCtrl28D 模块外观

简介¶

一句话描述：该模块用于将无人机多维度控制输入打包为标准28维控制向量，为RflySim集群控制工具链提供标准化的offboard控制输出。

RealCtrl28D是RflySim Swarm接口库中面向多无人机集群offboard控制的控制指令标准化模块，支持在NED本地坐标系下对无人机的位置、速度、加速度、偏航角、偏航角速度进行控制配置，用户可根据自身控制算法需求自由选择每个自由度的控制量类型，同时支持模拟RCC直接控制、加速度转力控制等扩展模式。该模块会根据配置解析用户输入的控制量，结合控制使能信号与模式指令，输出符合通信协议要求的28维double型控制向量，最终通过RflyUdpMavlink等通信模块将控制指令发送给PX4飞控，可同时支持仿真环境与实机集群的控制开发。

该模块主要用于RflySim工具链的高级集群控制开发场景，配合模式控制模块生成的模式指令，可实现位置控制、速度控制、加速度控制等多种offboard控制模式，适配单机复杂任务开发与多机集群协同任务开发，是连接上层自定义控制算法与底层PX4飞控通信的核心接口模块。

端口说明¶

输入端口（Inputs）¶

端口名	数据类型	维度	说明
`isEnCtrl`	`double`/`boolean`	`1×1`	控制使能信号，为真时模块输出有效控制数据，为假时所有输出信号为0
`cmd`	`double`	`1×n` [待确认]	控制指令，通常由`模式控制`模块生成，用于offboard控制指令配置
`Ctrls`	`double`	`1×4`	四维控制输入，具体解析方式由模块参数配置决定

输出端口（Outputs）¶

端口名	数据类型	维度	说明
`PackedCtrl`	`double`	`1×28`	打包完成的28维控制数据，输出给通信模块（如`RflyUdpMavlink`）进行通信传输

参数配置（Parameters）¶

双击模块打开的 Mask 对话框中可配置以下参数：

参数名	类型	默认值	可选值/范围	说明
`Select channels to control`	`boolean group`	无默认值（需用户勾选）	可选选项：`x`, `y`, `z`, `vx`, `vy`, `vz`, `ax`, `ay`, `az`, `yaw`, `yawspeed`	选择需要控制的通道，每个自由度必须勾选一个控制量
`Simulate Rcc Direct`	`boolean`	`false`	`true`/`false`	是否开启直接模拟遥控器RCC控制
`Enable Force`	`boolean`	`false`	`true`/`false`	是否将加速度通道输入视为控制力而非加速度
`Sample Time (s)`	`double`	`0.01` [待确认]	`>0`	模块运行采样时间，单位为秒

参数设置说明¶

`Select channels to control`¶

该参数用于选择各个自由度的控制量：X轴自由度必须在x（位置，单位m）、vx（速度，单位m/s）、ax（加速度，单位m/s²）中勾选一个；同理Y轴、Z轴自由度也需各勾选一个；偏航自由度必须在yaw（期望偏航角，单位rad，范围-π~+π）、yawspeed（偏航角速度，单位rad/s，绕NED坐标系Z轴）中选择一个勾选，该约束是保证无人机稳定控制的必要条件。

`Simulate Rcc Direct`¶

勾选该选项后，模块会将四维控制输入[vx, vy, vz, yawspeed]直接映射为遥控器通道[ch1, ch2, ch3, ch4]信号，输入范围要求为[-1, 1]，模块会自动映射到PWM信号范围[1000, 2000]，此时四维控制输入直接作为模拟遥控器信号使用。

`Enable Force`¶

勾选该选项后，勾选的ax, ay, az通道输入会被解析为控制力（而非加速度），用于直接力控制场景。

`Sample Time (s)`¶

指定该模块的运行采样时间，单位为秒，需根据控制周期需求设置合适的数值。

模块特性（Block Characteristics）¶

特性项	值
支持的数据类型	`double`
直接馈通（Direct Feedthrough）	是
采样时间	离散
代码生成支持	否

数据通信协议¶

本模块输出28维double控制向量，供后续通信模块（如RflyUdpMavlink）打包发送，模块本身不直接进行网络通信。

注意事项与常见问题¶

初始化顺序：cmd控制指令必须由[模式控制]模块生成，不可直接自定义该输入信号，否则无法正确生成符合MAVLINK协议要求的控制标志位，会导致offboard控制失效。
控制通道约束：X、Y、Z三个平动自由度中，每个自由度必须从x/vx/ax中勾选且仅勾选一个控制通道；偏航通道必须从yaw/yawspeed中勾选且仅勾选一个控制通道，不满足该约束会导致无人机控制不稳定或失控。
多机位置控制使能：集群场景下使用位置控制时，不可直接使用模式控制模块生成的isEnCtrl，需要自定义使能逻辑：需在无人机解锁完成后，再使能控制，并将无人机当前位置作为初始控制指令输入，避免进入offboard模式后无人机因初始零位置指令发生意外运动。
采样时间匹配：模块设置的Sample Time (s)需要与下游通信模块（如RflyUdpMavlink）以及整个offboard控制回路的采样频率匹配，不匹配会导致控制指令发送延迟或丢包，影响飞行稳定性。
Simulate Rcc Direct模式说明：勾选该模式后，四维控制输入会被直接解析为模拟遥控器通道信号，输入范围必须保持在[-1, 1]之间，模块会自动映射到1000~2000us的PWM输出范围，输入超出范围会导致遥控器信号异常。
力控制模式说明：勾选Enable Force后，ax/ay/az输入会被解析为力而非加速度，输入量纲需要对应调整，避免控制量过大导致无人机失控。

更新日志¶

v4.1.0 (2024-12-09): 初始版本发布，实现将控制指令和控制量打包为28维可通信格式，支持位置/速度/加速度/偏航角/偏航角速度多自由度控制，新增模拟RCC直接控制、力控制选项，支持自定义采样时间。

模块名	说明
`HighLevelMode`	生成该模块需要的控制指令和使能控制信号
`RflyUdpMavlink`	接收本模块输出的28维控制数据，通过MAVLink协议发送给无人机仿真或真实无人机
`OffboardPVA`	对本模块输出的控制指令进行进一步加工，适配MAVLink的PositionTarget协议格式
`RflySwarmWaypoint`	可配合本模块实现多无人机航点任务控制