【简单火箭2】定点降落3

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【简单火箭2】定点降落3

2024-07-11 20:21| 来源: 网络整理| 查看: 265

本期主要分析飞行器返回至降落的轨迹,引出回收过程中飞行控制的基本原则。

在计算飞行器飞行轨迹时,Kelly采用的是地理坐标系,即以纬度、经度及高度来表示位置及矢量。三要素为:纬度Latitude;经度Longitude;高度Altitude,那我们的分析也就用地理坐标。

飞行器在大气中飞行,有一个自己位置坐标 P(x,y,z),此时如果确定了一个目标位置 T(a,b,c),则飞行器定点降落的轨迹便是从自身位置P到T的一个曲线,定点降落就是要通过飞行控制,使得飞行器可以按照实时修正的轨迹从P点到达T点。

很显然,这是一个点在三维空间内点移动的问题。空间向量计算的复杂程度不言而喻,那么我们怎么去在游戏中解决这个问题呢?

答案就是降维,将三维空间点移动问题变为一维直线上点的运动问题。

如何操作:

点P和点T组成了一个线段PT,这个线段所在的面,有且仅有一个与经线纬线组成的近似平面【当飞行器飞行距离不是很大时,为了方便解决问题,我们近似认为经纬度共面的面是一个平面】垂直。

此时将飞行器坐标改为 P(x,y,0),目标位置坐标改为 T(a,b,0),那么P、T两点变成了在同一个面上的两个点,我们就可以近似的认为,三维坐标问题已经变成了二维问题。

此时,我们可以暂时不考虑海拔高度对飞行轨迹的影响,而只需要分析经纬度上飞行器的飞行轨迹,即飞行器在地面投影后的点的移动轨迹即可。

然后,根据向量可以分解的性质,我们可以继续降维分析,将飞行器的运行轨迹分为飞行器在纬度坐标轴上的运动轨迹和在经度坐标轴上的运动轨迹。

最终其实就是二维坐标系三维运动复杂二维运动简单多了

如果上面的大家都理解了,那么,我们可以将定点降落换种说法,即我们要让飞行器在到达地面之前,将飞行器下一时刻的经纬度,尽可能的调整到靠近目标经纬度的位置上!

这个“到达地面之前”所经过的时间,,就是飞行器的滞空时间,即飞行器在地理坐标系内的“海拔高度”这个轴上的数值,由当前值变为目标地点海拔高度值所需要的时间。

怎么样!有没有一种豁然开朗的感觉!

这是kelly程序的精髓!飞控的原则,就是在纬度和经度上进行控制,在运动过程中不断修正,让飞行器在落地的一瞬间正好在目标点上!

于是,我们就需要引入PID控制了!具体原理,我将在下一期详细讲解!

修正运动轨迹到达目的地



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