3DOF (Wind Axes)

Реализуйте три уравнения степеней свободы движения относительно осей ветра

Библиотека

Уравнения Motion/3DOF

Описание

Блок 3DOF (Wind Axes) рассматривает вращение в вертикальной плоскости зафиксированной ветром координатной системы координат о плоской Наземной системе координат.

Уравнения движения

V˙=Fxwindmgsinγα˙=FzwindmVпотому чтоβ+q+gVпотому чтоβпотому чтоγq˙=θ˙=MybodyIyyγ˙=qα˙Abe=[AxeAze]=DCMwb[Fwmgsinγ]Abb=[u˙bw˙b]=DCMwb[Fwmgsinγω¯w×V¯w]F¯w=[FxwindFzwind],V¯w=[VxwindVzwind],ω¯w=q

где приложенные силы приняты, чтобы действовать в центре тяжести тела.

Параметры

Основной

Units

Задает модули ввода и вывода:

Модули

Силы

Момент

Ускорение

Скорость

Положение

Масса

Инерция

Metric (MKS)

Ньютон

Ньютон-метр

Метры в секунду придали квадратную форму

Метры в секунду

Метры

Килограмм

Килограммометр придал квадратную форму

English (Velocity in ft/s)

Фунт

Фунт ноги

Ноги в секунду придали квадратную форму

Ноги в секунду

Футы

Краткий заголовок

Отложите нога придала квадратную форму

English (Velocity in kts)

Фунт

Фунт ноги

Ноги в секунду придали квадратную форму

Узлы

Футы

Краткий заголовок

Отложите нога придала квадратную форму

Mass Type

Выберите тип массы, чтобы использовать:

FixedМасса является постоянной в течение симуляции.
Simple VariableМасса и инерция варьируются линейно как функция массового уровня.
Custom VariableМасса и изменения инерции настраиваемы.

Fixed выбор соответствует ранее описанным уравнениям движения.

Initial airspeed

Скалярное значение для начальной скорости тела, (V 0).

Initial flight path angle

Скалярное значение для начального угла курса полета тела, (γ 0).

Initial incidence

Скалярное значение для начального угла между вектором скорости и телом, (α 0).

Initial body rotation rate

Скалярное значение для начального уровня вращения тела, (q 0).

Initial position (x,z)

Двухэлементный вектор, содержащий начальное местоположение тела в плоской Наземной системе координат.

Initial Mass

Скалярное значение для массы тела.

Inertia body axes

Скалярное значение для инерции тела.

Gravity Source

Задайте источник силы тяжести:

ExternalПеременный вход силы тяжести, чтобы блокироваться
InternalПостоянная сила тяжести задана в маске
Acceleration due to gravity

Скалярное значение для ускорения из-за силы тяжести использовало, если внутренний источник силы тяжести выбран. Если силой тяжести нужно пропустить в симуляции, это значение может быть установлено к 0.

Include inertial acceleration

Установите этот флажок, чтобы включить дополнительный выходной порт для ускорений в зафиксированных телом осях относительно инерционной системы координат. Вы обычно соединяете этот сигнал с акселерометром.

Атрибуты состояния

Присвойте уникальное имя каждому состоянию. Используйте имена состояния вместо путей к блоку в течение процесса линеаризации.

  • Чтобы присвоить имя к одному состоянию, введите уникальное имя между кавычками, например, 'velocity'.

  • Чтобы присвоить имена к нескольким состояниям, введите разграниченный запятой список, окруженный фигурными скобками, например, {'a', 'b', 'c'}. Каждое имя должно быть уникальным.

  • Если параметр пуст (' '), никакое присвоение имени не происходит.

  • Имена состояния применяются только к выбранному блоку параметром имени.

  • Количество состояний должно разделиться равномерно среди количества имен состояния.

  • Можно задать меньше имен, чем состояния, но вы не можете задать больше имен, чем состояния.

    Например, можно задать два имени в системе с четырьмя состояниями. Имя применяется к первым двум состояниям и второму имени к последним двум состояниям.

  • Чтобы присвоить имена состояния с переменной в рабочей области MATLAB®, введите переменную без кавычек. Переменная может быть вектором символов, массивом ячеек или структурой.

Velocity: e.g., 'V'

Задайте скоростное имя для состояния.

Значением по умолчанию является ' '.

Incidence angle: e.g., 'alpha'

Задайте имя угла установки для состояния.

Значением по умолчанию является ' '.

Flight path angle: e.g., 'gamma'

Задайте угловое имя курса полета для состояния.

Значением по умолчанию является ' '.

Body rotation rates: e.g., 'q'

Задайте имя уровней вращения тела для состояния.

Значением по умолчанию является ' '.

Position: e.g., {'Xe', 'Ze'}

Задайте имя положения для состояния.

Значением по умолчанию является ' '.

Вводы и выводы

Входной параметрТип размерностиОписание

Сначала

 Содержит силу, действующую вдоль ветра x - ось, (Fx).

Второй

 Содержит силу, действующую вдоль ветра z - ось, (Fz).

Треть

 Содержит прикладной момент подачи в осях тела, (M).

Четвертый (Необязательно)

 Содержит блок, сила тяжести в выбранных модулях.
Вывод Тип размерностиОписание

Сначала

 Содержит угол курса полета, в ±pi, в радианах (γ).

Второй

 Содержит подачу угловой уровень, в радианах в секунду (ωy).

Треть

 Содержит подачу, которой угловое ускорение, в радианах в секунду придало квадратную форму (dωy/dt).

Четвертый

Двухэлементный векторСодержит местоположение тела, в плоской Наземной системе координат, (Xe, Ze).

Пятый

Двухэлементный векторСодержит скорость тела, разрешенного в зафиксированную ветром координатную систему координат, (V, 0).

Шестой

Двухэлементный векторСодержит ускорение тела, разрешенного в зафиксированную телом координатную систему координат, (Ax, Az).

Седьмой

СкалярСодержит угол нападения, (α).

Восьмой

Двухэлементный векторСодержит ускорения в зафиксированных телом осях относительно инерционной системы координат (плоская Земля). Вы обычно соединяете этот сигнал с акселерометром.

Предположения и ограничения

Блок принимает, что приложенные силы действуют в центре тяжести тела, и что масса и инерция являются постоянными.

Ссылка

Стивенс, B. L., и Ф. Л. Льюис, управление самолетом и Simulation, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 1992.

Введен в R2006a