航空航天Blockset

航空航天Blockset

建模、模拟和分析航天飞行器动力学

开始:

大气飞行器建模

使用块对大气飞行平台的动力学进行建模,进行仿真,了解各种飞行和环境条件下的系统行为。

点质量,3DoF,和6DoF运动方程

使用运动块方程,建模和模拟定质量或变质量大气飞行器的点质量和三自由度和六自由度动力学。定义体、风和以地球为中心、地球固定(ECEF)坐标系中运动方程的表示形式。在坐标系之间进行转换并执行单位转换,以确保模型一致性。

飞行器的3D表示,箭头表示六个自由度。

航空航天飞行器的机体固定坐标系。

数据概要衍生品

导入数字数据纲目(DATCOM)气动系数MATLAB®模拟固定翼飞行器的几何形状。然后,模拟飞行器的空气动力和力矩动态仿真模块®

通过导入DATCOM气动系数创建的飞行中的固定翼飞机。

使用DATCOM空气动力学系数的例子。

参考应用

探索一个准备模拟的例子,看看Aerospace Blockset是如何被用于模拟飞机动力学的。

混合动力飞机模型,图中显示了电池容量和有效载荷的扫描。

混合动力飞机的动力学建模实例。

航天器模拟

使用CubeSat Vehicle and Spacecraft dynamics库块对小卫星的运动和动力学进行建模、模拟、分析和可视化。使用太阳系星历表数据,计算给定儒略日期天体的位置和速度,并描述地球章动和月球振动。

CubeSat和航天器动力学

卫星和星座的运动和动力学模型。以不同的保真度传播轨道,并计算飞行器姿态机动所需的旋转。的轨迹可视化和执行高级任务规划satelliteScenario对象来自航空航天工具箱。

用轨道传播器块建模的卫星星座可视化。

行星的星历表

利用从NASA喷气推进实验室(JPL)获得的切比雪夫系数,使用Simulink描述给定朱利安日期下太阳系天体相对于指定中心物体的位置和速度。你还可以通过加入地球章动和月球振动来提高你的模型的准确性。

块计算天体的运动和实现地球的nutation和月球的libration。

块来描述太阳系天体的属性。

参考应用

从准备模拟的航天器例子开始。

Simulink模型与Orbit propagation模块。

一个随时可以模拟的例子,提供了卫星轨道的高级任务规划。

GNC和飞行分析

使用模板和函数对航天飞行器的动态响应进行高级分析,并使用GNC块来控制和协调其飞行。

导航和控制

使用引导块计算两车之间的距离;导航块用于模拟加速度计、陀螺仪和惯性测量单元(imu);以及控制航天飞行器运动的控制器块。

手掌大小无人机的示例GNC模型。

飞行控制分析

使用Aerospace Blockset和仿真软件控制设计™对航天飞行器的动态响应进行高级分析。使用模板入门和函数计算和分析基于MIL-F-8785C和MIL-STD-1797A标准在Simulink中建模的机身的飞行质量。

示例Simulink模型用于6DOF De Havilland海狸飞行质量分析。

使用内置模板开始分析。

环境模型

使用验证过的环境模型来表示标准的大气、重力和磁场廓线,并实现标准的风条件。

大气

使用块实现大气标准的数学表示,如国际标准大气(ISA)和1976年标准大气扩展委员会(COESA)大气模型。

飞行中的De Havilland Beaver和COESA大气模型块。

De Havilland Beaver使用COESA大气模型的例子。

重力与磁场

使用标准模型计算重力和磁场。环境库中的块可以让你实现地球地球势模型、世界磁模型和国际地磁参考场,包括EGM2008、WMM2020和IGRF13。您还可以根据可下载的大地水准面数据计算高度和波动扩展浏览器

使用第13代国际地磁参考场的地球磁场强度。

用IGRF-13磁场模型计算地球磁场和长期变化。

通过包括来自MIL-F-8785C和MIL-HDBK-1797标准和美国海军研究实验室水平风模型(HWM)的数学表示,在飞行模拟中添加风的影响。

HL-20降落时模拟风切变、阵风和湍流。

飞行可视化

使用标准的座舱飞行仪器或通过连接您的模拟到FlightGear飞行模拟器来可视化飞行器飞行动力学。

飞行仪表

使用飞行仪器块显示导航变量。飞行仪器库中可用的块包括空速、爬升率和废气温度指示器,以及高度计、人工地平线和转弯协调器。

使用飞行仪器块查看飞行数据。

飞行模拟器接口

使用FlightGear的飞行模拟器界面在3D环境中可视化航天飞行器动力学。首先运行一个使用NASA HL-20举升体再入飞行器的例子。

使用FlightGear界面在Simulink中建模的飞机可视化。

FlightGear中HL-20模拟的可视化示例。

汽车零部件

模型车辆部件,如线性和非线性执行器,人类飞行员行为,发动机系统。

致动器

根据其固有频率、阻尼比、速率极限和挠度极限表示线性和非线性执行器。

显示单一输入和输出的非线性二阶执行器块。

建模一个非线性执行器,而不推导其动力学。

试验模型

通过使用传递函数来表示飞行员的反应时间,在动态模型中包含飞行员的响应。Pilot Models库包括实现Tustin、精度和交叉模型的三个块。

显示两个输入和一个输出的Tustin Pilot Model块。

块表示Tustin飞行员模型的传递函数。

发动机系统

涡扇发动机系统块计算受控涡扇发动机系统在特定油门位置、马赫数和高度下的推力和燃料质量流量。

涡扇发动机系统块,计算发动机推力和燃料流量。

涡扇发动机系统块,包括发动机和控制器。

大韩航空公司

韩国航速无人机飞行控制软件开发与基于模型的设计验证

大韩航空设计和模拟飞行控制规律和操作逻辑,生成和验证生产代码,并进行HIL测试。

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