PX4的飛行控制程序通過模塊來實(shí)現(xiàn)，與飛控相關(guān)的模塊主要有commander，navigator，pos_control，att_control這幾個(gè)，分別可以在src/modules目錄中找到。
commander - 指令/事件處理模塊，處理指令、遙控器輸入和各種事件，設(shè)定飛行器狀態(tài)和控制模式
navigator - 導(dǎo)航模塊，根據(jù)指定的任務(wù)輸出導(dǎo)航軌跡
pos_control - 位置控制，根據(jù)指定的軌跡或者位置實(shí)施位置控制，輸出飛行器目標(biāo)姿態(tài)
att_control - 姿態(tài)控制，控制飛行器姿態(tài)，使飛行器達(dá)到預(yù)期的速度/加速度等

整體的控制框架大致如下：

其中，commander用于事件的處理，事件的類型可以包括遙控操作、用戶指令、狀態(tài)判斷等。navigation, pos control, att control三個(gè)模塊依次實(shí)現(xiàn)層級的飛行控制，從飛行軌跡到電機(jī)輸出。每一層的輸出是下一個(gè)環(huán)節(jié)的輸入值，比如navigation的輸入為設(shè)定的軌跡，輸出為位置/速度的設(shè)定值，作為pos control的輸入，pos control的輸出為姿態(tài)的設(shè)定值，作為att control的輸入，att control實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制，它的輸出為電機(jī)的控制信號。commander處理信息和事件時(shí)會更改飛行器狀態(tài)（vehicle status）和控制模式（control modes）的值，從而來確定控制系統(tǒng)的運(yùn)行模式，比如手動控制、位置控制、定高控制、自動起飛等。

?1. commander
由commander.cpp實(shí)現(xiàn)，它的主要作用是對事件/消息做出響應(yīng)，并根據(jù)事件/消息控制飛行器的狀態(tài)和飛行模式，分析commander.cpp的源代碼，它的輸入輸出如下圖

其中橢圓形表示模塊，在程序中對應(yīng)具體的module實(shí)現(xiàn)，方形表示信息，通過orb_publish，orb_subscribe等函數(shù)發(fā)布和訂閱。commander的主要輸入包括遙控器輸入（manual_control_setpoint）、飛行器命令（vehicle_command）和著陸判斷（vehicle_land_detect）、電池狀態(tài)（battery_status、system_power）等信息。輸出主要有飛行器狀態(tài)（vehicle_state）、飛行器控制模式（vehicle_control_mode）等信息。其中黃色部分為最主要輸出信息。

?2 navigator
navigator主要用來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能，即根據(jù)用戶指定的任務(wù)給出飛行器需要實(shí)現(xiàn)的軌跡。它的消息輸入輸出結(jié)構(gòu)如下圖

主要的輸入為位置信息（vehicle_global_position，vehicle_local_position）、飛行器命令和任務(wù)指令（vehicle_command，mission），飛行器狀態(tài)（vehicle_status）。輸出為位置設(shè)定值（position_setpoint_triplet）和任務(wù)結(jié)果（mission_result）。

?3 pos_control
pos_control主要用來實(shí)現(xiàn)位置/速度控制，根據(jù)設(shè)定的位置/速度輸出需要實(shí)現(xiàn)飛行器姿態(tài)。它的消息輸入輸出結(jié)構(gòu)如下圖

主要的輸入信息為飛行器狀態(tài)（vehicle_status），控制模式（vehicle_control_mode），位置設(shè)定值（position_setpoint_triplet）等，主要的輸出為飛行器的姿態(tài)設(shè)定值（vehicle_attitude_setpoint），用于后續(xù)的姿態(tài)控制。

?4 att_control
att_control主要用來實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制，即控制飛行器達(dá)到指定的姿態(tài)，飛行器的速度、位置等狀態(tài)都通過姿態(tài)控制來實(shí)現(xiàn)。它的消息輸入輸出結(jié)構(gòu)如下圖

它的主要輸入信息為飛行器狀態(tài)（vehicle_status），控制模式（vehicle_control_mode），姿態(tài)設(shè)定值（vehicle_attitude_setpoint），手動控制輸入（manual_control_setpoint）等。它的輸出主要為電機(jī)控制信號（actuators_control_0）。

?5 整體控制框架

整體控制框架如上圖所示，里面主要包含commander，navigator，pos_control，att_control等模塊，主要的邏輯如前面所述，navigator、pos_control、att_control形成串級的控制系統(tǒng)，每一層的輸出為下一層的輸入。commander作為主要的調(diào)度方，接收各種信息和事件，主要通過vehicle_status和control_mode這兩個(gè)變量來控制三個(gè)控制模塊的運(yùn)作。從而使飛行器實(shí)現(xiàn)不同模式的控制。

?文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-621615.html

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