RflySim笔记

• RflySim可用的PX4固件列表：
  
• 部署及安装注意事项：
  
  如果之前部署的版本和当前部署的版本不一样，则8填 ‘ 是 ’ 。

无人机分类

自驾仪软件结构：

Simulink实现：

主要功能

1. 能在Simulink中对不同的飞机模型和自驾仪算法进行仿真和测试，并能自动将算法部
   署到Pixhawk自驾仪中；
2. 工具箱提供了一些实用实例，包括灯光控制、遥控器数据处理和姿态控制器等；
3. 工具箱中提供了很多接口模块，用于访问Pixhawk的软硬件组件；
4. 能自动记录传感器、执行机构以及自己部署进去的控制器的飞行数据；
5. 能订阅和发布uORB话题消息。PX4自驾仪软件的所有数据都暂存在一个uORB消息池
   中，通过uORB订阅功能可以从消息池中读取感兴趣的话题，通过uORB发布功能可以
   特定的话题发布到消息池中供其他模块使用。

与Pixhawk自驾仪系统关系

1. Pixhawk自驾仪系统的软硬件结构包括：硬件系统（类似于电脑主机）+PX4自驾仪软
件系统（类似于主机上运行的操作系统和应用程序）的构架方式。
2. 整个PX4自驾仪软件系统可以分为若干个小模块，每个模块独立运行（多线程并行），
各个模块通过uORB消息模块的订阅与发布功能实现数据的传输与交互。
3. Simulink生成的代码部署到PX4自驾仪软件之后，不会影响原生PX4自驾仪软件的运行，
而是新增一个名为“px4_simulink_app”的独立模块（独立线程）并行于其他模块运行。
4. 由于原生PX4控制算法可能需要访问和“px4_simulink_app”同样的硬件输出资源，这
会产生读写冲突。因此，平台一键部署脚本提供了自动屏蔽PX4原生固件对执行器的
选项，以确保只有“px4_simulink_app”模块能够输出电机控制量。

代码生成与部署过程

1. PSP工具箱将在Simulink中设计的控制算法生成C代码；
2. 将该代码导入到PX4自驾仪的源代码中，生成一个“px4_simulink_app”独立运行的程序；
3. PSP工具箱调用编译工具将所有代码编译为“.px4” 的PX4自驾仪软件固件文件；
4. 将得到的固件下载到Pixhawk自驾仪中并烧录，由Pixhawk自驾仪执行带有生成的算法代码的
PX4软件。

高级扩展功能

生成的Simulink代码也可以用于替换如右图所示PX4控制软件的某些原生模块（传感器、滤波器、
姿态控制器等），但是需要手动修改PX4固件代码来屏蔽原始模块的输出接口。例如，想用
Simulink实现一个滤波器模块（输入传感器数据，输出状态滤波数据）来替换PX4原始的滤波器，
需要手动屏蔽右图中的“Position & Attitude Estimator”滤波器模块向uORB消息池发布滤波后姿
态数据（对应名为vehicle_attitude的uORB消息）。具体操作示例为：
1. 打开“Firmware\src\modules\ekf2\ekf2_main.cpp”文件
（扩展卡尔曼滤波器模块对应代码）中；
2. 在其中屏蔽掉“ORB_ID(vehicle_attitude)” 消息相关的
发送代码。例如，搜索关键字“_att_pub” 的代码行，
并找到其中含有“publish” 和“att” 的发送代码行，
将其替换为“UNUSED(att);”。这里UNUSED用于防止
编译器出现变量未使用的警告。
3. 在Simulink中编写姿态滤波器，并用uORB Write模块发
送vehicle_attitude消息即可实现姿态滤波器功能的替换。

软件在环

硬件在环

• 旋翼飞机的分层控制

1

频率响应曲线的前提是四旋翼处于平很状态，即四旋翼悬停。
正确选择输入输出点，测试开环系统时选择输出点类型为“Open-loop output”，测试闭环系统时使用“Output Measurement”。具体可以参考官方文档。