第四讲、载具运动建模与仿真
在不同的仿真软件、仿真方法和仿真条件下，对同一产品或工程方案进行仿真分析，得到的仿真结果应该具有一致性或者可比性，以保证仿真的有效性和可靠性。RflySim无人系统仿真工具链是一套专门为无人系统的控制和安全测试设计的基于模型的开发工具链，它提供了标准的模型模板和建模流程，以及仿真流程，从而保证了仿真的一致性。RflySim无人系统仿真工具链提供标准的模型模板及建模流程和仿真流程的原理如下：
- 模型模板：RflySim工具链提供了多种无人系统的模型模板，包括小车、固定翼、垂直起降飞行器（VTOL）等，用户可以根据自己的需求选择合适的模型模板，并根据规范的接口修改模型的参数，如质量、惯性、气动力系数等，以适配自己的无人系统。模型模板的作用是提供了一个统一的模型结构和格式，方便用户进行模型的搭建和修改，同时也保证了不同模型之间的可比性和兼容性。
- 建模流程：RflySim工具链采用了基于模型的开发理念，用户可以使用MATLAB/Simulink或者Python等编程平台进行无人系统的控制器设计和应用开发，如姿态控制器、位置控制器、顶层决策、自主飞行等。建模流程的作用是提供了一个高效的开发环境，用户可以利用现有的工具箱和函数库进行快速的算法开发和验证，同时也保证了不同算法之间的可移植性和可扩展性。
仿真流程：基于MATLAB/Simulink完成模型开发后，自动代码生成C++文件并通过工具链GenerateModelDLLFile.p接口生成DLL模型，在使用RflySim工具链进行软硬件在环仿真时，会将DLL模型导入到CopterSim，形成运动仿真模型。运动仿真模型拥有多个输入输出接口与底层控制器、三维引擎、地面控制站和外部控制进行数据交互。RflySim工具链支持软件在环仿真（Software-In-the-Loop，SIL）和硬件在环仿真（Hardware-In-the-Loop，HIL）两种仿真方式，用户可以根据自己的需求选择合适的仿真方式进行仿真测试。软件在环仿真是指在计算机上运行无人系统的模型和控制器，通过虚拟的传感器和执行器进行仿真，可以快速地评估控制器的性能和稳定性。硬件在环仿真是指将控制器部署到真实的硬件设备上，如Pixhawk飞控，通过真实的传感器和执行器与计算机上的无人系统模型进行交互，可以更真实地评估控制器的性能和鲁棒性。仿真流程的作用是提供了一个灵活的测试环境，用户可以在不同的仿真方式下进行仿真，同时也保证了不同仿真方式之间的一致性和可转换性。
- 4.2、本章精彩案例
- 4.3、本章常见问题
第三期：载具运动建模与仿真（上）
第三期：载具运动建模与仿真（中）
第三期：载具运动建模与仿真（下）