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    用Simulink+KSP体验飞行器控制
    radio 2019-11-5科创茶话

    KSP是一款航天爱好者喜闻乐见的游戏，它有个mod叫KRPC，提供了API供外部程序调用用以操纵游戏内的飞船。最近找到一个simulink版本的api客户端实现（其实就是把python的api函数用matlab调用再封装一次）：https://github.com/himemiyachikane/KRPCSimulink

    于是来玩一玩：

    首先实现个最简单的控制，空中定高，用两个带输出钳位的PID环，一个控制垂直速度，一个控制高度，这样一开始可以先定速上升：

    image.png

    由于现在还没法控制姿态，先用游戏里自带的SAS保持住姿态：

    image.png

    image.png

    看起来很稳


    再来个复杂点的，把火箭从发射台开到VAB厂房顶上：

    先搭个控制姿态的流图：

    由于KSP使用的是Unity引擎，里面用的四元数顺序是(x,y,z,w)，而且是左手系，和通常书上的有点不一样，先要处理一下：

    image.png

    顺便转化成和箭体竖立时一致的Y轴向上的坐标系

    KRPC似乎没法以箭体坐标系获取三轴角速度，大概是它认为从箭体坐标系看箭体本身角速度恒为零，于是先得获取从地面看的箭体三轴角速度值再转换到箭体坐标系上。

    由于是箭体始终向上的用法，姿态变化不大，这之后可以直接转换成欧拉角与目标欧拉角做差输入控制器。

    之后就是：

    image.png

    1：水平位置环路，根据水平位置误差产生水平速度目标

    2：水平速度环路，根据速度误差产生姿态倾角目标

    3：姿态环路，根据姿态欧拉角误差产生角速度目标

    4：角速度环路，根据角速度误差输出三轴舵量控制矢量喷口和动量轮


    用个状态机来控制整个系统：


    这个框图的代码：

    https://github.com/gym487/KRPCSimulink/

    运行：untitled.slx

    [修改于 14 天前 - 2019-11-05 02:21:25]

    来自 科创茶话
    4

    文 号

    865761

    9 回复 / 526 浏览

    获取分享链接
    2019-11-5 07:31:35
    yuanfeng
    1楼

    更硬核的ksp

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    文 号

    865763

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    阡陌徘徊
    2楼

    大佬真厉害啊

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    文 号

    865778

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    以太科技LYB
    3楼

    KSP玩家表示支持，明年KSP2发布，可以到时候再用KSP2这么玩。

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    文 号

    865781

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    薛定谔的猫
    4楼

    矩形弹道，好厉害

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    文 号

    865784

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    154454496
    5楼

    这就是一个完美的火箭控制算法仿真平台啊

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    文 号

    865793

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    UIC
    6楼

    +惯性导航获取位置=导弹

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    文 号

    865796

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    radio（作者）
    7楼

    引用 154454496 发表于 5 楼的内容：
    这就是一个完美的火箭控制算法仿真平台啊

    仿得并不真，但是好玩

    [修改于 13 天前 - 2019-11-05 20:43:48]

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    文 号

    865797

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    2019-11-06 00:45:41
    一只小咩
    8楼

    干得漂亮！多年前游戏之作，没想到真的发挥了作用

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    文 号

    865807

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    170050051624
    9楼

    车可以控制吗？

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    文 号

    865808

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