空气动力学用基于模型的设计开发用于近距离拍摄的无人空中系统

空气动力学开发团队仅由三名工程师组成。最初，该团队依赖手写的C代码。经过几个月的开发，他们得出结论，这种方法速度慢，效率低。他们缺乏一种使用手写代码运行高保真仿真的简单方法，这使得调试和质量保证活动变得困难。随着可靠性和安全性问题的加剧，该公司寻求一种新的方法。

工程师们想对R5飞机及其控制系统进行建模，并进行仿真，以验证和优化控制算法。他们还希望通过从模型中生成代码并在车辆上的实时机器上运行代码来快速制作控制器的原型。最终，他们的目标是完成该软件的生产版本，该软件可以通过航空当局的认证，用于实际操作。

空气动力学采用基于MATLAB和Simulink的模型设计，加速R5 UAS的FBW和FMS软件的开发。

虽然Thaler在MATLAB和Simulink方面已经有了丰富的经验，但他的两位同事的经验有限。通过在mathworks.com上使用网络研讨会和示例，并咨询mathworks应用程序工程师，他们很快跟上了进度。

通过与Simulink和Aerospace Blockset™中的基本组件合作，该团队创建了R5飞机的工厂模型，包括机身、八个电机和螺旋桨、三个惯性测量装置（用于冗余和更好的陀螺头稳定性能）、一个激光测距仪和其他传感器。

他们使用Simulink and Control System Toolbox™创建了一个控制模型，其中包括姿态和运动控制算法以及用于状态估计的扩展卡尔曼滤波器。

他们对控制模型和设备模型进行闭环仿真，以验证控制器的功能。随着设计的进展，他们模拟了传感器故障、电机故障、阵风和其他情况。

在模拟过程中，该团队使用Simulink 3D Animation™可视化R5飞机的动态系统行为。

在准备飞行测试时，他们使用Simulink Coder™从控制器模型生成代码，并将其编译和部署到使用Intel定制开发的机载PC上^®运行Simulink Real-Time™的Atom™处理器。

在飞行试验之后，该团队在MATLAB中分析了飞行记录器数据，并使用这些结果来完善电厂模型和优化控制器。在某些情况下，团队通过更新模型和在航班之间的现场生成新代码来加速开发迭代。

Airnamics目前正在最终确定R5设计，并准备进行认证。该公司现在为客户提供UAS开发服务，涵盖从概念设计到定制UAS系统的批量生产的所有方面。