Crossover Pilot Model

Представляйте перекрестную экспериментальную модель

Библиотека:
Aerospace Blockset / Экспериментальные модели

Описание

Блок Crossover Pilot Model представляет экспериментальную модель, описанную в Математических моделях Человеческого Экспериментального Поведения [1]). Эта экспериментальная модель является одним входом, одна выходная модель (SISO), которая представляет некоторые аспекты поведения человека при управлении самолетом.

Перекрестная Экспериментальная модель учитывает объединенную динамику пилота - человека и самолета, с помощью формы, описанной в Алгоритмах вокруг частоты среза.

Этот блок имеет нелинейное поведение. Если вы хотите линеаризовать блок (например, с одним из linmod функции), вы можете должны быть изменить порядок аппроксимации Паде. Реализация блока Crossover Pilot Model включает блок Transport Delay с набором параметра Pade order (for linearization) к 2 по умолчанию. Чтобы изменить это значение, используйте set_param функция, например:

set_param(gcb,'pade','3')

При моделировании человеческих экспериментальных моделей используйте этот блок в большей точности, чем обеспеченный блоком Tustin Pilot Model. Этот блок также менее точен, чем блок Precision Pilot Model.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`x com` — Команда сигнала
скаляр

Команда сигнала, которой экспериментальная модель управляет в виде скаляра.

Типы данных: double

`x` — Сигнал
скаляр

Сигнализируйте, что экспериментальная модель управляет в виде скаляра.

Типы данных: double

Вывод

развернуть все

`u` — Команда самолета
скаляр

Команда самолета, возвращенная как скаляр.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

`Type of control` — Управление динамикой
`Proportional` (значение по умолчанию) | `Rate or velocity` | `Spiral divergence` | `Second order - Short period` | `Acceleration()` | `Roll attitude()` | `Unstable short period()` | `Second order - Phugoid()`

Контроль динамикой, который вы хотите, чтобы пилот имел над самолетом. Эта таблица приводит опции и сопоставленную динамику.

Опция (передаточная функция управляемого элемента) Передаточная функция управляемого элемента (_{Y c} ) Передаточная функция пилота (_{Y p} ) _{Y c} _{Y p} Примечания

Опция (передаточная функция управляемого элемента)	Передаточная функция управляемого элемента (_{Y c} )	Передаточная функция пилота (_{Y p} )	_{Y c} _{Y p}	Примечания
`Proportion al`	$K_{c}$	$\frac{K_{p} e^{- τ s}}{s}$	$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$
`Rate or velocity`	$\frac{K_{c}}{s}$	$K_{p} e^{- τ s}$	$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$
`Spiral divergence`	$\frac{K_{c}}{T_{I} s - 1}$	$K_{p} e^{- τ s}$	$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{(T_{I} s - 1)}$
`Second order - Short period`	$\frac{K_{c} ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$	$\frac{K_{p} e^{- τ s}}{T_{I} s + 1}$	$\begin{array}{l} \frac{K_{c} ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}} \times \\ \frac{K_{p} e^{- τ s}}{T_{I} s + 1} \end{array}$	Короткий период, с $ω_{n} > 1 / τ$
`Acceleration (*)`	$\frac{K_{c}}{s^{2}}$	$K_{p} s e^{- τ s}$	$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$
`Roll attitude (*)`	$\frac{K_{c}}{s (T_{I} s + 1)}$	$K_{p} (T_{L} s + 1) e^{- τ s}$	$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$	С T _L ≈ T _I
`Unstable short period(*)`	$\frac{K_{c}}{(T_{I 1} s + 1) (T_{I 2} s - 1)}$	$K_{p} (T_{L} s + 1) e^{- τ s}$	$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{(T_{I 2} s - 1)}$	С _{T L ≈ T I1}
`Second order - Phugoid(*)`	$\frac{K_{c} ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$	$K_{p} (T_{L} s + 1) e^{- τ s}$	$\frac{K_{c} K_{p} ω_{n}^{2} e^{- τ s}}{s}$	Фугоида, с $\begin{array}{l} ω_{n} ≪ 1 / τ, \\ 1 / T_{L} \approx ζ ω_{n} \end{array}$

Proportion al

$K_{c}$

$\frac{K_{p} e^{- τ s}}{s}$

$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$

Rate or velocity

$\frac{K_{c}}{s}$

$K_{p} e^{- τ s}$

$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$

Spiral divergence

$\frac{K_{c}}{T_{I} s - 1}$

$K_{p} e^{- τ s}$

$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{(T_{I} s - 1)}$

Second order - Short period

$\frac{K_{c} ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$

$\frac{K_{p} e^{- τ s}}{T_{I} s + 1}$

$\begin{array}{l} \frac{K_{c} ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}} \times \\ \frac{K_{p} e^{- τ s}}{T_{I} s + 1} \end{array}$

Короткий
период,
с

ω_{n} > 1 / τ

Acceleration (*)

$\frac{K_{c}}{s^{2}}$

$K_{p} s e^{- τ s}$

$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$

Roll attitude (*)

$\frac{K_{c}}{s (T_{I} s + 1)}$

$K_{p} (T_{L} s + 1) e^{- τ s}$

$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$

С
T _L ≈ T _I

Unstable short period(*)

$\frac{K_{c}}{(T_{I 1} s + 1) (T_{I 2} s - 1)}$

$K_{p} (T_{L} s + 1) e^{- τ s}$

$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{(T_{I 2} s - 1)}$

С
_{T L ≈ T I1}

Second order - Phugoid(*)

$\frac{K_{c} ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$

$K_{p} (T_{L} s + 1) e^{- τ s}$

$\frac{K_{c} K_{p} ω_{n}^{2} e^{- τ s}}{s}$

Фугоида,
с

\begin{array}{l} ω_{n} ≪ 1 / τ, \\ 1 / T_{L} \approx ζ ω_{n} \end{array}

* Указывает, что экспериментальная модель включает блок Derivative, который производит числовую производную. Поэтому не отправляйте прерывистый (такие как шаг) или шумный вход с блоком Crossover Pilot Model. Такие входные параметры могут вызвать крупносерийные производства, которые могут представить нестабильную систему.

Эта таблица задает переменные, используемые в списке опций управления.

Переменная	Описание
K _c	Усиление самолета.
K _p	Экспериментальное усиление.
τ	Экспериментальная задержка.
_Ti	Постоянная задержка.
_Tl	Ведущая константа.
ζ	Коэффициент затухания для самолета.
ω _n	Собственная частота самолета.

Зависимости

Параметры Crossover Pilot Model включены и отключены согласно опциям Type of control. Calculated value, Controlled element gain, Pilot gain, Crossover frequency (rad/s) и параметры Pilot time delay(s) всегда включаются.

Программируемое использование

Параметры блоков: sw_popup

Ввод: символьный вектор

Значение по умолчанию: 'Proportion'

`Calculated value` — Частота среза или экспериментальное усиление
`Crossover frequency` (значение по умолчанию) | `Pilot gain`

Частота среза или пилот получают значение, которое вы хотите, чтобы блок вычислил:

Crossover frequency — Блок вычисляет значение частоты среза. Значение параметров отключено.
Pilot gain — Блок вычисляет экспериментальное значение усиления. Значение параметров отключено.

Программируемое использование

Параметры блоков: freq_gain_popup

Ввод: символьный вектор

Значения: 'Crossover frequency' | 'Pilot gain'

Значение по умолчанию: 'Crossover frequency'

`Controlled element gain` — Усиление управляемого элемента
1 (значение по умолчанию) | скаляр

Усиление управляемого элемента в виде двойного скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: Kc

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '1'

`Pilot gain` — Экспериментальное усиление
3 (значение по умолчанию) | скаляр

Экспериментальное усиление в виде двойного скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Calculated value на Pilot gain.

Программируемое использование

Параметры блоков: Kp

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '3'

`Crossover frequency (rad/s)` — Частота среза
3 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений 1 и 10

Значение частоты среза в виде двойного скаляра, в rad/s. Значение должно быть в области значений между 1 и 10.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Calculated value на Crossover frequency.

Программируемое использование

Параметры блоков: omega_c

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '3'

`Pilot time delay(s)` — Экспериментальная задержка
0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

Общая экспериментальная задержка в виде двойного скаляра, в секундах. Это значение обычно лежит в диапазоне от 0,1 с до 0,2 с.

Программируемое использование

Параметры блоков: time_delay

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '0.1'

`Pilot lead constant` — Экспериментальная ведущая константа
1 (значение по умолчанию) | скаляр

Экспериментальная ведущая константа в виде двойного скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Type of control на одну из следующих опций:

Roll attitude (*)
Unstable short period (*)
Second order - Phygoid(*)

Программируемое использование

Параметры блоков: T

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '1'

`Pilot lag constant` — Экспериментальная постоянная задержка
5 (значение по умолчанию) | скаляр

Экспериментальная задержка, постоянная в виде двойного скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Type of control на Second order - Short period.

Программируемое использование

Параметры блоков: Ti

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '5'

Алгоритмы

Перекрестная Модель учитывает объединенную динамику пилота - человека и самолета, с помощью следующей формы вокруг частоты среза:

$Y_{p} Y_{c} = \frac{ω_{c} e^{- τ s}}{s},$

Где:

Переменная	Описание
_{Y p}	Экспериментальная передаточная функция.
_{Y c}	Передаточная функция самолета.
_{ω c}	Частота среза.
τ	Транспортное время задержки вызывается экспериментальной нейромускульной системой.

Если динамика самолета (_Yc) изменение, _Yp изменяется соответственно.

Примечание

Этот блок допустим только вокруг частоты среза. Это не допустимо для дискретных входных параметров, таких как шаг.

Ссылки

[1] Макруер, D. T. Krendel, E., математические модели человеческого экспериментального поведения. Консультативная группа на космическом научно-исследовательском AGARDograph 188, январь 1974.

Документация

Crossover Pilot Model

Описание

Порты

Входной параметр

`x com` — Команда сигнала
скаляр

`x` — Сигнал
скаляр

Вывод

`u` — Команда самолета
скаляр

Параметры

`Type of control` — Управление динамикой
`Proportional` (значение по умолчанию) | `Rate or velocity` | `Spiral divergence` | `Second order - Short period` | `Acceleration()` | `Roll attitude()` | `Unstable short period()` | `Second order - Phugoid()`

Зависимости

Программируемое использование

`Calculated value` — Частота среза или экспериментальное усиление
`Crossover frequency` (значение по умолчанию) | `Pilot gain`

Программируемое использование

`Controlled element gain` — Усиление управляемого элемента
1 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

`Pilot gain` — Экспериментальное усиление
3 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

`Crossover frequency (rad/s)` — Частота среза
3 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений 1 и 10

Зависимости

Программируемое использование

`Pilot time delay(s)` — Экспериментальная задержка
0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

`Pilot lead constant` — Экспериментальная ведущая константа
1 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

`Pilot lag constant` — Экспериментальная постоянная задержка
5 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Алгоритмы

Примечание

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Представленный в R2012b

Документация Aerospace Blockset

Поддержка

Документация

Crossover Pilot Model

Описание

Порты

Входной параметр

x com — Команда сигнала скаляр

x — Сигнал скаляр

Вывод

u — Команда самолета скаляр

Параметры

Type of control — Управление динамикой Proportional (значение по умолчанию) | Rate or velocity | Spiral divergence | Second order - Short period | Acceleration(*) | Roll attitude(*) | Unstable short period(*) | Second order - Phugoid(*)

Зависимости

Программируемое использование

Calculated value — Частота среза или экспериментальное усиление Crossover frequency (значение по умолчанию) | Pilot gain

Программируемое использование

Controlled element gain — Усиление управляемого элемента1 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Pilot gain — Экспериментальное усиление3 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Crossover frequency (rad/s) — Частота среза3 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений 1 и 10

Зависимости

Программируемое использование

Pilot time delay(s) — Экспериментальная задержка0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Pilot lead constant — Экспериментальная ведущая константа1 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Pilot lag constant — Экспериментальная постоянная задержка5 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Алгоритмы

Примечание

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Представленный в R2012b

Документация Aerospace Blockset

Поддержка

`x com` — Команда сигнала
скаляр

`x` — Сигнал
скаляр

`u` — Команда самолета
скаляр

`Type of control` — Управление динамикой
`Proportional` (значение по умолчанию) | `Rate or velocity` | `Spiral divergence` | `Second order - Short period` | `Acceleration()` | `Roll attitude()` | `Unstable short period()` | `Second order - Phugoid()`

`Calculated value` — Частота среза или экспериментальное усиление
`Crossover frequency` (значение по умолчанию) | `Pilot gain`

`Controlled element gain` — Усиление управляемого элемента
1 (значение по умолчанию) | скаляр

`Pilot gain` — Экспериментальное усиление
3 (значение по умолчанию) | скаляр

`Crossover frequency (rad/s)` — Частота среза
3 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений 1 и 10

`Pilot time delay(s)` — Экспериментальная задержка
0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

`Pilot lead constant` — Экспериментальная ведущая константа
1 (значение по умолчанию) | скаляр

`Pilot lag constant` — Экспериментальная постоянная задержка
5 (значение по умолчанию) | скаляр

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.