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[原]JSBSim 自动驾驶(浅出)

发布时间:2023-09-06 02:30责任编辑:苏小强关键词:暂无标签

jsbsim的脚本文件分为几大类:

系统脚本:

systems  包含通用飞机各部分功能模块组件以及自动飞行控件:Autopilot.xml  和 自动飞行的算法控件:GNCUtilities.xml

引擎脚本:

engine:包含各个飞机的发动机控件

飞机脚本:

aircraft:包含各个飞机的控件、输入输出、初始化参数

控制脚本:

scripts:一次飞行模拟的全过程

下面我来分析一次自动飞行使用的部分脚本,以及脚本中的参数意义。

C172

脚本文件scripts中找到c1722.xml文件

 1 ??<use aircraft="c172x" initialize="reset01"/> 2 ??<run start="0.0" end="200" dt="0.00833333"> 3 ?????4 ????<event name="Engine start"> 5 ??????<condition>simulation/sim-time-sec ?ge ?0.25</condition> 6 ??????<set name="fcs/throttle-cmd-norm" value="0.65"/> 7 ??????<set name="fcs/mixture-cmd-norm" value="0.87"/> 8 ??????<set name="propulsion/magneto_cmd" value="3"/> 9 ??????<set name="propulsion/starter_cmd" value="1"/>10 ??????<set name="ap/heading_hold" value="0"/>11 ??????<notify>12 ????????<property>velocities/vc-kts</property>13 ????????<property>position/h-agl-ft</property>14 ??????</notify>15 ????</event>16 ????17 ????<event name="Trim">18 ??????<condition>simulation/sim-time-sec ?ge ?0.50</condition>19 ??????<set name="simulation/do_simple_trim" value="0"/>20 ??????<notify>21 ????????<property>velocities/vc-kts</property>22 ????????<property>position/h-agl-ft</property>23 ??????</notify>24 ????</event>25 26 ????<event name="Set roll autopilot">27 ??????<condition>simulation/sim-time-sec ?ge ?5.0</condition>28 ??????<set name="ap/attitude_hold" value="1"/>29 ??????<notify>30 ????????<property>velocities/vc-kts</property>31 ????????<property>position/h-agl-ft</property>32 ??????</notify>33 ????</event>34 35 ??</run>

第一行:可以看到飞机文件用的是c172x.xml  初始化文件用的是:reset01.xml

第二行:表示执行的过程,0到200秒,间隔帧数是0.008秒

第四行:event代表事件处理:

    遇到condition的条件成立就执行后面的set步骤

以上是整体框架。

下面开启我们的疑问列表:

  1.飞机文件c172x.xml是干什么的?初始化文件又初始化哪些东西?

  2.第五行中的  sim-time-sec是什么意思?表达式是完成什么条件?

  3.哪些和自动飞行控制有关?

   。。。。。。

1.飞机文件c172x.xml是干什么的?初始化文件又初始化哪些东西?

答1:飞机文件c172x.xml是在“飞机脚本aircraft”文件夹下的c172x文件夹中,

初始化文件reset01.xml也在这个文件夹中。

初始化文件很简单:

<initialize name="reset00"> ?<vt unit="KTS"> ???????100.0 ?</vt> ?<latitude unit="DEG"> ??28.0 ?</latitude> ?<longitude unit="DEG"> -90.0 ?</longitude> ?<psi unit="DEG"> ??????200.0 ?</psi> ?<altitude unit="FT"> ??4000.0 ?</altitude> ?<running> ???????????????0 ???</running></initialize>

初始化了飞机的位置,姿态等信息

飞机定义文件c172x.xml包含了很多东西,我们只关心部分代码:

。。。   <system file="GNCUtilities"/> ???<system file="Autopilot"> ?????<property value="0.523"> guidance/roll-angle-limit </property> ?????<property value="0.174"> guidance/roll-rate-limit </property> ???</system> ???????<autopilot file="c172ap"/> ???<flight_control name="c172"> ???????<channel name="Pitch"> ???????????<summer name="fcs/pitch-trim-sum"> ???????????????<input>ap/elevator_cmd</input> ???????????????<input>fcs/elevator-cmd-norm</input> ???????????????<input>fcs/pitch-trim-cmd-norm</input> ???????????????<clipto> ???????????????????<min>-1</min> ???????????????????<max> 1</max> ???????????????</clipto> ???????????</summer> ???????????<aerosurface_scale name="fcs/elevator-control"> ???????????????<input>fcs/pitch-trim-sum</input> ???????????????<range> ???????????????????<min>-28</min> ???????????????????<max> 23</max> ???????????????</range> ???????????????<gain>0.01745</gain> ???????????</aerosurface_scale> ???????????<actuator name="fcs/elevator-actuator"> ?????????????<input> fcs/elevator-control </input> ?????????????<lag> 60 </lag> ?????????????<bias> 0.002 </bias> ?????????????<hysteresis_width> 0.05 </hysteresis_width> ?????????????<clipto> ???????????????<!-- +/- 20 degrees --> ???????????????<min> -0.34 </min> ???????????????<max> ?0.34 </max> ?????????????</clipto> ?????????????<output>fcs/elevator-pos-rad</output> ???????????</actuator> ???????</channel>。。。

这里我们看到:飞机文件引用了两个和自动飞行相关的系统文件:GNCUtilities和 Autopilot

这个两个文件提供通用的自动飞行算法和组件

接着我们又看到这个c172飞机自定义了一个自动飞行的文件:c172ap

我们的问题列表又多了一个问题:4.自定义自动飞行文件c172ap做了哪些事情?

问题保留,我们接着看这个飞机文件:

它提供了自己的飞行控制组件

<flight_control name="c172">

这个里面又分成很多部分,我们只看一个通道:Pitch

里面有一个加法器定义一个属性值 <summer name="fcs/pitch-trim-sum">

这个值由三方输入参数构成:

1.ap/elevator_cmd

2.fcs/elevator-cmd-norm

3.fcs/pitch-trim-cmd-norm

其中的2和3都是在jsbsim中有明确绑定的 “成员变量”

只有1我们没见过

我们的问题列表又多了一个问题:5.输入参数ap/elevator_cmd在哪里定义?由什么提供输入?

似乎问题总在加多,但其实都在抽丝剥茧中变少变得更加具体,继续把Pitch通道看完:

我们看到这个加法器属性值fcs/pitch-trim-sum又作为输入参数被下一个算法使用,得到值fcs/elevator-control

这个值fcs/elevator-control又被fcs/elevator-actuator继续输入使用算出最终的输出fcs/elevator-pos-rad

这个通道Pitch就此结束。

这个通道是干什么的?为了计算飞机一个姿态参数的!(此文仅讨论自动驾驶部分)

先跳过其他问题,我们看4.自定义自动飞行文件c172ap做了哪些事情?

答4 这个是一个自定义的c172自动驾驶脚本

打开c172ap.xml文件发现自定义输出输出的地方:答5

<!-- INTERFACE PROPERTIES --> ?<property>ap/attitude_hold</property> ?<property>ap/altitude_hold</property> ?<property>ap/heading_hold</property> ?<property>ap/altitude_setpoint</property> ?<property>ap/heading_setpoint</property> ?<property>ap/aileron_cmd</property> ?<property>ap/elevator_cmd</property> ?<property>ap/airspeed_setpoint</property> ?<property>ap/airspeed_hold</property> ?<property>ap/throttle-cmd-norm</property><!-- INITIAL GAIN VALUES --> ???<property value="0.5"> ap/hdg-roll-err-c1 </property> ?<property value="50.0"> ap/roll-pid-kp </property> ?<property value="5.0"> ap/roll-pid-ki </property> ?<property value="17.0"> ap/roll-pid-kd </property> ?<!-- ?<property>attitude/sensor/phi-rad</property> -->

[原]JSBSim 自动驾驶(浅出)

原文地址:https://www.cnblogs.com/lyggqm/p/10285526.html

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