使用MATLAB搭建模型
通過之前的三篇文章
從零開始建模(一)-牛頓歐拉方程
從零開始建模(二)-姿態更新
從零開始建模(三)-控制分配淺析
我們已經對建模的過程有了一定的瞭解，相信小夥伴們都已經躍躍欲試了，那就讓我們開始吧。
我們來簡單的實現一個飛行器的高度控制吧。
1.將期望高度和實際高度做差
2.誤差進入控制器得到輸出
3.輸出分配到執行機構(電機)
4.電機產生力
5.模型根據受到的力，得到當前的狀態包括實際高度
按照這個步驟我們就可以搭建一個閉環的控制系統了。（熟悉一下這個步驟，這是個通用的步驟哦）
少廢話，先看東西！
運行POSHOLD文件，可以看到一個動畫過程，顯示飛機在空間中的位置，同時四個長條表示飛機受到的力的大小,這樣可以很直觀的觀察飛機的動態。(我這樣的新手就愛看動畫)
然後是位置控制結果，很快就到達期望位置（0,0,3),沒有超調。(我的參數調的還可以吧)
速度環的控制過程
加速度環的控制過程
關於控制器
我也只用過PID，沒有用過其他控制器。
PID的好處就是簡單高效，給我一個誤差，還你一個期望。(來個動圖感受下)
我使用的控制器是模仿APM的z軸控制器函數
AC_PosControl::run_z_controller()
簡單介紹一下。（做了一點修改去掉了懸停油門，就是單純的PID）
位置誤差乘kp 得到速度期望。
速度誤差乘kp 得到加速度期望。
加速度誤差經過PID得到佔空比。
串級PID外環輸出會變成內環的期望，簡單的可以理解爲當你的週期是固定的，那麼1/dt也是個定值，誤差/dt就是微分，位置的微分就是速度,所以這裏kp=1/dt。
PID的輸出有什麼單位嗎？有什麼物理意義嗎？
沒有單位，這裏之所以說輸出是佔空比，因爲我們想控制電機，所以我們期望他是佔空比，所以我們在調參的時候要讓輸出有佔空比的性質，所以PID參數要使得輸出在0-1之間變化才合適。
如果我們想控制的輸出直接就是轉速(省略電機模型)，那也可以，那麼你就的讓你的輸出像是個電機轉速(假設最高2000轉)，所以你的PID參數得讓輸出在0-2000之間變化。
所以控制器其實是個很隨意的東西，有什麼物理意義是取決於你怎麼用，所以大膽用，勤思考，控制器沒啥大不了。
建模有沒有用
如果你問我，這個模型是不是可以直接代替實物？我在仿真裏調參直接就可以用？
抱歉，不行。
那這種理想化的模型有沒有用呢？
我用這個模型知道了爲什麼串級PID外環只有P。
越接近力的回內環，速度越快，參數越好調節。
龍格庫塔法和直接歐拉角積分的姿態更新區別。
現在還在對比傾轉分離的效果。
以後還會有更多有意思的想法可以實現。
對於學習，我覺得有用。
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