航空区块集

对航天飞行器动力学进行建模、仿真和分析

航空区块集™ 提供Simulink万博1manbetx®用于建模、仿真和分析高保真飞行器和航天器平台的参考示例和模块。它包括飞行器动力学,飞行环境的验证模型,以及飞行员行为,执行器动力学和推进块。内置的航空数学操作和坐标系统和空间转换,让您表示飞机和航天器的运动和方向。要检查仿真结果,可以将2D和3D可视化块连接到模型。

Aerospace Blockset提供用于构建可重复使用的车辆平台模型的标准模型架构。这些平台模型可以支持飞行和任务分析;万博1manbetx概念研究;详细的任务设计;制导、导航和控制(GNC)算法开发;软件集成测试;以及用于自主飞行、雷达和通信的半实物(HIL)测试。

开始:

大气飞行器建模

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

点质量,三维和六自由度运动方程

利用运动块方程,对固定质量和变质量大气飞行器的质点动力学和三、六自由度动力学进行了建模和仿真。定义在体、风和以地球为中心的地球固定(ECEF)坐标系中的运动方程的表示。在坐标系统之间进行转换,并执行单元转换以确保模型的一致性。

航空航天飞行器的车身固定坐标系。

数据概要衍生品

将数字数据概要(DATCOM)空气动力系数导入MATLAB®建立固定翼飞行器几何模型。然后,模拟了飞行器在车内的气动力和力矩万博1manbetx®.

使用DATCOM空气动力系数的示例。

参考应用

探索一个准备模拟的例子,看看如何使用Aerospace Blockset来建模飞机动力学。

混合动力飞机动力学建模示例。

航天器模拟

使用立方体卫星运载工具和航天器动力学库模块对小卫星的运动和动力学进行建模、模拟、分析和可视化。使用太阳系星历数据,计算给定朱利安日期的天体位置和速度,并描述地球章动和月球平动。

立方体卫星与航天器动力学

对卫星和星座的运动和动力学进行建模。以不同的逼真度传播轨道,并计算车辆姿态机动所需的旋转。可视化轨道,并使用卫星塞纳里奥号对象从航空航天工具箱中删除。

用轨道传播子块建模的卫星星座可视化。

行星星历表

利用从美国宇航局喷气推进实验室(JPL)获得的切比雪夫系数,使用Simulink描述给定朱利安日期内太阳系天体相对于指定中心天体的位置和速度。您还可以通过合并地球章动和月球万博1manbetx平动来提高模型的精度。

用于描述太阳系天体属性的块。

参考应用

开始使用准备好的模拟航天器示例。

一个可以模拟的示例,为卫星轨道提供高级任务规划。

GNC与飞行分析

使用模板和函数对航空航天器的动态响应进行高级分析,并使用GNC模块控制和协调其飞行。

制导、导航和控制

使用导向块计算两辆车之间的距离;导航块用于模拟加速计、陀螺仪和惯性测量单元(IMU);和控制块,以控制航天飞行器的运动。

飞行控制分析

使用航空区块集和万博1manbetx仿真软件控制设计™对航天飞行器的动力响应进行高级分析。根据MIL-F-8785C和MIL-STD-1797A标准,使用模板进行启动,并在Simulink中计算和分析模型机身的飞行质量。万博1manbetx

使用内置模板开始分析。

环境模型

使用经过验证的环境模型来表示标准大气、重力和磁场剖面,并实施标准风条件。

气氛

使用实现大气标准的数学表示的块,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。

使用COESA大气模型的De Havilland Beaver示例。

重磁场

使用标准模型计算重力场和磁场。环境库中的块用于实现地球位势模型、世界磁模型和国际地磁参考场,包括EGM2008、WMM2020和IGRF13。您还可以根据可通过下载的大地水准面数据计算高度和起伏附加资源管理器.

用IGRF-13磁场模型计算地球磁场及其长期变化。

通过包括MIL-F-8785C和MIL-HDBK-1797标准以及美国海军研究实验室水平风模型(HWM)的数学表示,添加飞行中风模拟的影响。

HL-20在模拟风切变、阵风和湍流的情况下着陆。

飞行可视化

使用标准驾驶舱飞行仪器或将模拟连接到FlightGear飞行模拟器,可视化车辆飞行动态。

飞行仪表

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

飞行模拟器接口

使用FlightGear的飞行模拟器界面,在3D环境中可视化航空航天器动力学。通过使用NASA的HL-20升力体再入飞行器运行示例开始。

FlightGear中HL-20模拟的可视化示例。

汽车零部件

对车辆部件进行建模,例如线性和非线性执行器、驾驶员行为和发动机系统。

致动器

根据其固有频率、阻尼比、速率限制和挠度限制表示线性和非线性执行器。

对非线性执行器进行建模,而无需推导其动力学。

试验模型

通过使用传递函数表示飞行员反应时间,将飞行员反应包含在动态模型中。飞行员模型库包括实现Tustin、precision和crossover模型的三个模块。

表示Tustin先导模型传递函数的块。

发动机系统

涡扇发动机系统块计算推力和燃油质量流量控制涡扇发动机系统在特定的节气门位置,马赫数和高度。

涡扇发动机系统块,包括发动机和控制器。

基于模型设计的韩国空速无人机飞行控制软件开发与验证

韩国航空公司设计并模拟了飞行控制法律和操作逻辑,生成并验证了生产代码,并进行了HIL测试。