实现四元数表示的六自由度运动方程的身体轴- Simulink - MathWorks Benelux万博1manbetx

库:
航空航天块组/运动方程/ 6自由度

港口

输入

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`F_xyz(N)`——应用部队
三元素向量

作用力，用三元矢量表示。

数据类型:双

`米_xyz(n - m)`——应用的时刻
三元素向量

应用力矩，用三元矢量表示。

数据类型:双

输出

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`V_e`-速度在平坦的地球参考系
三元素向量

在平坦的地球参考系中的速度，以三元素矢量返回。

数据类型:双

`X_e`-位置在平坦的地球参考系
三元素向量

在平坦的地球参考系中的位置，以三元素向量返回。

数据类型:双

`φ θ ψ (rad)`欧拉旋转角度
三元素向量

欧拉旋转角[滚动，俯仰，偏航]，返回为三元矢量，以弧度表示。

数据类型:双

`扩张型心肌病_是`- - - - - -坐标变换
3×3矩阵

从平面地球轴到固定物体轴的坐标转换，返回为一个3 × 3矩阵。

数据类型:双

`V_b`-身体固定帧中的速度
三元素向量

物体固定坐标系中的速度，以三元素矢量返回。

数据类型:双

`ω_b(rad / s)`-身体固定轴的角速率
三元素向量

物体固定轴上的角速率，以三元素矢量返回，单位是弧度/秒。

数据类型:双

`dω_b/ dt`——角加速度
三元素向量

物体固定轴上的角加速度，以三元矢量返回，单位是弧度/秒方。

数据类型:双

`一个_bb`-身体固定轴的加速度
三元素向量

物体固定轴相对于物体坐标系的加速度，返回为三元矢量。

数据类型:双

`一个_是`-惯性系的加速度
三元素向量

物体固定轴相对于惯性系(扁平地球)的加速度，返回为三元矢量。你通常把这个信号连接到加速度计上。

依赖关系

此端口仅在包括惯性加速度选中复选框。

数据类型:双

参数

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主要

`单位`-输入输出单元
`度量(MKS)`(默认)|`(速度单位:英尺/秒)`|`英语(速度单位:kts)`

输入和输出单元，指定为度量(MKS)，(速度单位:英尺/秒),或英语(速度单位:kts)．

单位	部队	时刻	加速度	速度	位置	质量	惯性
`度量(MKS)`	牛顿	牛顿米	米每秒方	米/秒	米	公斤	公斤平方米
`(速度单位:英尺/秒)`	英镑	尺磅	英尺每秒平方	英尺/秒	脚	鼻涕虫	蛞蝓平方英尺
`英语(速度单位:kts)`	英镑	尺磅	英尺每秒平方	结	脚	鼻涕虫	蛞蝓平方英尺

编程使用

块参数:单位

类型:特征向量

价值观:度量(MKS)|(速度单位:英尺/秒)|英语(速度单位:kts)

默认值:度量(MKS)

`质量类型`——质量类型
`固定`(默认)|`简单的变量`|`自定义变量`

质量类型，按下表指定。

质量类型	描述	默认为
`固定`	在整个模拟过程中，质量是恒定的。	6自由度(欧拉角) 6自由度(四元数) 6自由度风(风向) 6自由度风(四元数) 6自由度ECEF(四元数)
`简单的变量`	质量和惯性随质量速率线性变化。	简单变质量六自由度(欧拉角) 简单变质量六自由度(四元数) 简单变质量六自由度风(风向) 简单变质量六自由度风(四元数) 简单变质量六自由度ECEF(四元数)
`自定义变量`	质量和惯性变化是可定制的。	自定义变质量6自由度(欧拉角) 自定义变质量6DOF(四元数) 自定义变质量6自由度风(风向) 自定义变质量六自由度风(四元数) 自定义变质量六自由度ECEF(四元数)

的简单的变量选择符合前面描述的运动方程。

编程使用

块参数:mtype

类型:特征向量

价值观:固定|简单的变量|自定义变量

默认值:简单的变量

`表示`-运动表示方程
`四元数`(默认)|`欧拉角`

运动方程表示，具体如下表所示。

表示	描述
`欧拉角`	在运动方程中使用欧拉角。
`四元数`	在运动方程中使用四元数。

的四元数选择符合运动方程算法．

编程使用

块参数:代表

类型:特征向量

价值观:欧拉角|四元数

默认值:“四元数”

`惯性轴上的初始位置[Xe,Ye,Ze]`-惯性轴的位置
`(0 0 0)`(默认)|三元素向量

在平坦的地球参考系中物体的初始位置，指定为一个三元素矢量。

编程使用

块参数:xme_0

类型:特征向量

价值观:' (0 0 0) '|三元素向量

默认值:' (0 0 0) '

`体轴初速度[U,v,w]`-身体轴的速度
`(0 0 0)`(默认)|三元素向量

在物体固定坐标系中，物体轴上的初速度，指定为一个三元矢量。

编程使用

块参数:Vm_0

类型:特征向量

价值观:' (0 0 0) '|三元素向量

默认值:' (0 0 0) '

`初始欧拉方向[滚，俯仰，偏航]`-初始欧拉定向
`(0 0 0)`(默认)|三元素向量

初始欧拉方向角[滚动，俯仰，偏航]，指定为三元矢量，以弧度表示。欧拉旋转角度是指物体与东北-下(NED)坐标系之间的旋转角度。

编程使用

块参数:eul_0

类型:特征向量

价值观:' (0 0 0) '|三元素向量

默认值:' (0 0 0) '

`初始身体旋转速率[p,q,r]`-身体初始旋转
`(0 0 0)`(默认)|三元素向量

相对于内视环坐标系的初始固定体角速度，指定为三元矢量，单位是每秒弧度。

编程使用

块参数:pm_0

类型:特征向量

价值观:' (0 0 0) '|三元素向量

默认值:' (0 0 0) '

`初始质量`——初始质量
`1．0`(默认)|标量

刚体的初始质量，用双标量表示。

编程使用

块参数:mass_0

类型:特征向量

价值观:“1.0”|双标量

默认值:“1.0”

`惯性`——惯性
`(3)`(默认)|标量

物体的惯量，用双标量表示。

依赖关系

要启用该参数，请设置质量类型来固定．

编程使用

块参数:惯性

类型:特征向量

价值观:(3)|双标量

默认值:(3)

`四元数归一化的增益`——获得
`1．0`(默认)|标量

增益，以保持四元数向量的范数为1.0，指定为双标量。

编程使用

块参数:k_quat

类型:特征向量

价值观:1．0|双标量

默认值:1．0

`包括惯性加速度`-包括惯性加速端口
`从`(默认)|`在`

选择此复选框以添加惯性加速端口。

依赖关系

要启用一个_是端口，选择该参数。

编程使用

块参数:abi_flag

类型:特征向量

价值观:“关闭”|“上”

默认值:从

状态属性

为每个州分配一个唯一的名称。在线性化过程中，可以使用状态名代替块路径。

要为单个状态分配名称，请在引号之间输入唯一名称，例如，“速度”．
要为多个州分配名称，请输入一个用大括号括起来的逗号分隔的列表，例如，{' a ', ' b ', ' c '}．名称不能重复。
如果参数为空(' ')，则不分配名称。
状态名称只应用于带有name参数的选定块。
州的数目必须在州名的数目中均匀分配。
您可以指定比状态更少的名称，但不能指定比状态更多的名称。
例如，您可以在具有四个状态的系统中指定两个名称。第一个名称适用于前两个状态，第二个名称适用于后两个状态。
在MATLAB中使用变量分配状态名^®工作区，输入不带引号的变量。变量可以是字符向量、单元格数组或结构。

`位置:例如，{'Xe'， 'Ye'， 'Ze'}`-位置状态名称
`＇＇`(默认)|用括号括起来的逗号分隔的列表

位置状态名，指定为用括号括起来的逗号分隔的列表。

编程使用

块参数:xme_statename

类型:特征向量

价值观:＇＇|用括号括起来的逗号分隔的列表

默认值:＇＇

`速度:例如:{'U'， 'v'， 'w'}`-速度状态名称
`＇＇`(默认)|用括号括起来的逗号分隔的列表

速度状态名，指定为用括号括起来的逗号分隔的列表。

编程使用

块参数:Vm_statename

类型:特征向量

价值观:＇＇|用括号括起来的逗号分隔的列表

默认值:＇＇

`四元数向量:例如{'qr'， 'qi'， 'qj'， 'qk'}`-四元数向量状态名
`＇＇`(默认)|用括号括起来的逗号分隔的列表

四元数向量状态名，指定为用括号括起来的逗号分隔的列表。

编程使用

块参数:quat_statename

类型:特征向量

价值观:＇＇|用括号括起来的逗号分隔的列表

默认值:＇＇

`身体旋转速率:例如，{'p'， 'q'， 'r'}`-身体旋转状态名称
`＇＇`(默认)|用括号括起来的逗号分隔的列表

体旋转速率状态名，用花括号括起来的指定逗号分隔的列表。

编程使用

块参数:pm_statename

类型:特征向量

价值观:＇＇|用括号括起来的逗号分隔的列表

默认值:＇＇

算法

四元数向量变化率的积分如下所示。的增益K驱动四元数状态向量的范数到1.0应该 $ε$ 成为非零。您必须小心地选择这个增益的值，因为一个较大的值可以提高范数中误差的衰减率，但也会降低模拟速度，因为引入了快速的动态。四元数向量中一个元素的大小的误差在所有元素中平均分布，潜在地增加了状态向量中的误差。

$\begin{array}{l} ［ \begin{matrix} {\dot{问}}_{0} \\ {\dot{问}}_{1} \\ {\dot{问}}_{2} \\ {\dot{问}}_{3.} \end{matrix} ］＝ \frac{1}{2} ［ \begin{matrix} 0 & - p & - 问 & - r \\ p & 0 & r & - 问 \\ 问 & - r & 0 & p \\ r & 问 & - p & 0 \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 问_{0} \\ 问_{1} \\ 问_{2} \\ 问_{3.} \end{matrix} ］ + K ε ［ \begin{matrix} 问_{0} \\ 问_{1} \\ 问_{2} \\ 问_{3.} \end{matrix} ］ \\ ε ＝ 1 - （问_{0}^{2} + 问_{1}^{2} + 问_{2}^{2} + 问_{3.}^{2} ） \end{array}$

Aerospace Blockset™使用使用标量优先约定定义的四元数。

扩展功能

C / c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。万博1manbetx

另请参阅

6自由度(四元数)

描述

限制

港口

输入

Fxyz(N)——应用部队三元素向量

米xyz(n - m)——应用的时刻三元素向量

输出

Ve-速度在平坦的地球参考系三元素向量

Xe-位置在平坦的地球参考系三元素向量

φ θ ψ (rad)欧拉旋转角度三元素向量

扩张型心肌病是- - - - - -坐标变换3×3矩阵

Vb-身体固定帧中的速度三元素向量

ωb(rad / s)-身体固定轴的角速率三元素向量

dωb/ dt——角加速度三元素向量

一个bb-身体固定轴的加速度三元素向量

一个是-惯性系的加速度三元素向量

依赖关系

参数

主要

单位-输入输出单元度量(MKS)(默认)|(速度单位:英尺/秒)|英语(速度单位:kts)

编程使用

质量类型——质量类型固定(默认)|简单的变量|自定义变量

编程使用

表示-运动表示方程四元数(默认)|欧拉角

编程使用

惯性轴上的初始位置[Xe,Ye,Ze]-惯性轴的位置(0 0 0)(默认)|三元素向量

编程使用

体轴初速度[U,v,w]-身体轴的速度(0 0 0)(默认)|三元素向量

编程使用

初始欧拉方向[滚，俯仰，偏航]-初始欧拉定向(0 0 0)(默认)|三元素向量

编程使用

初始身体旋转速率[p,q,r]-身体初始旋转(0 0 0)(默认)|三元素向量

编程使用

初始质量——初始质量1．0(默认)|标量

编程使用

惯性——惯性(3)(默认)|标量

依赖关系

编程使用

四元数归一化的增益——获得1．0(默认)|标量

编程使用

包括惯性加速度-包括惯性加速端口从(默认)|在

依赖关系

编程使用

状态属性

位置:例如，{'Xe'， 'Ye'， 'Ze'}-位置状态名称＇＇(默认)|用括号括起来的逗号分隔的列表

编程使用

速度:例如:{'U'， 'v'， 'w'}-速度状态名称＇＇(默认)|用括号括起来的逗号分隔的列表

编程使用

四元数向量:例如{'qr'， 'qi'， 'qj'， 'qk'}-四元数向量状态名＇＇(默认)|用括号括起来的逗号分隔的列表

编程使用

身体旋转速率:例如，{'p'， 'q'， 'r'}-身体旋转状态名称＇＇(默认)|用括号括起来的逗号分隔的列表

编程使用

算法

扩展功能

C / c++代码生成使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。万博1manbetx

另请参阅

航空航天Blockset文档

万博1manbetx

试试MATLAB、Sim万博1manbetxulink和其他产品s manbetx 845

`F_xyz(N)`——应用部队
三元素向量

`米_xyz(n - m)`——应用的时刻
三元素向量

`V_e`-速度在平坦的地球参考系
三元素向量

`X_e`-位置在平坦的地球参考系
三元素向量

`φ θ ψ (rad)`欧拉旋转角度
三元素向量

`扩张型心肌病_是`- - - - - -坐标变换
3×3矩阵

`V_b`-身体固定帧中的速度
三元素向量

`ω_b(rad / s)`-身体固定轴的角速率
三元素向量

`dω_b/ dt`——角加速度
三元素向量

`一个_bb`-身体固定轴的加速度
三元素向量

`一个_是`-惯性系的加速度
三元素向量

`单位`-输入输出单元
`度量(MKS)`(默认)|`(速度单位:英尺/秒)`|`英语(速度单位:kts)`

`质量类型`——质量类型
`固定`(默认)|`简单的变量`|`自定义变量`

`表示`-运动表示方程
`四元数`(默认)|`欧拉角`

`惯性轴上的初始位置[Xe,Ye,Ze]`-惯性轴的位置
`(0 0 0)`(默认)|三元素向量

`体轴初速度[U,v,w]`-身体轴的速度
`(0 0 0)`(默认)|三元素向量

`初始欧拉方向[滚，俯仰，偏航]`-初始欧拉定向
`(0 0 0)`(默认)|三元素向量

`初始身体旋转速率[p,q,r]`-身体初始旋转
`(0 0 0)`(默认)|三元素向量

`初始质量`——初始质量
`1．0`(默认)|标量

`惯性`——惯性
`(3)`(默认)|标量

`四元数归一化的增益`——获得
`1．0`(默认)|标量

`包括惯性加速度`-包括惯性加速端口
`从`(默认)|`在`

`位置:例如，{'Xe'， 'Ye'， 'Ze'}`-位置状态名称
`＇＇`(默认)|用括号括起来的逗号分隔的列表

`速度:例如:{'U'， 'v'， 'w'}`-速度状态名称
`＇＇`(默认)|用括号括起来的逗号分隔的列表

`四元数向量:例如{'qr'， 'qi'， 'qj'， 'qk'}`-四元数向量状态名
`＇＇`(默认)|用括号括起来的逗号分隔的列表

`身体旋转速率:例如，{'p'， 'q'， 'r'}`-身体旋转状态名称
`＇＇`(默认)|用括号括起来的逗号分隔的列表

C / c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。万博1manbetx