基于FlightSim平台的倒立摆控制算法设计与仿真（二）

1 概述

基于FlightSim平台中的VFlight软件和VSSim软件对倒立摆进行控制算法设计与三维视景仿真。

三维视景仿真设计过程中涉及场景构建、仿真实现、GUI设计三大功能。

2 场景构建

2.1 场景构建

场景构建实现的是大的场景建设，如添加/删除某单体模型、调整布局等。在该算例中，我们需先添加倒立摆系统模型，并根据系统尺度选择效果较好的呈现方式——三维坐标系。

2.2 模型设计

三维模型由平台搭载的FS3DModelBuild软件进行创作，由数字模型抽象的三维模型组件及相关参数见下表：

FS3DModelBuild软件能根据需求添加多种模型，模型间能随意组合，并能与模型参数进行关联，小车三维模型如下所示：

切换至主页面的参数列表可对三维模型所有参数进行查看，关联参数后的三维模型能及时响应参数的变化，小车三维模型参数列表如下：

关联解决方案后即可通过状态机实现系统仿真状态设置，除选择仿真状态是否激活、事件触发方式外，还能通过函数完成仿真状态编辑。

在倒立摆控制系统中，仿真状态0为初始默认状态，经事件0后跳转至状态1，状态1则为倒立摆控制系统运行下的状态，状态机配置如下：

此处在仿真状态1中通过函数完成参数的转换和调用，进而实现对三维模型的控制：

GUI设计实现人在回路功能，GUI工具箱提供丰富的拖拽式控件供用户使用，如下所示：

在设计倒立摆控制系统界面时，以实现用户参数输入、数据分析实时显示两大功能为主。用户参数输入通过Edit控件、Label控件以及Button控件实现；数据分析实时显示通过Figure控件实现。GUI界面设计如下：

5 仿真结果

将GUI页面应用至三维坐标系后，点击运行，在三维坐标系查看仿真效果如下：

END

FlightSim平台介绍

FlightSim平台面向飞行器设计与仿真方向，历经近二十年的研制已发展成高端装备制造领域Matlab软件的国产化完整替代方案，包含VFlight、VSSim、VPlot、VCLite、VTeamWork等多款软件。平台拥有自主研发的面向对象解释语言（VD语言）、支持C源代码生成的计算引擎、适应多专业建模的软件架构等关键技术，可为飞行器总体优化、轨迹设计、气动分析、控制系统设计、半实物仿真、多飞行器协同仿真等任务提供高效的解决方案。

往期回顾:

FlightSim平台｜基于FlightSim平台的倒立摆控制算法设计与仿真（一）

FlightSim平台｜2023微迪航天产品发布会

半实物仿真｜三维转台演示方案上线

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