Precision Pilot Model

Представляйте экспериментальную модель точности

Библиотека:
Aerospace Blockset / Экспериментальные модели

Описание

Блок Precision 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. При моделировании человеческих экспериментальных моделей используйте этот блок для большей точности, чем обеспеченный блоками Crossover Pilot Model и Tustin Pilot Model.

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 Precision Pilot Model включает блок Transport Delay с набором параметров Pade order (for linearization) к 2 по умолчанию. Чтобы изменить это значение, используйте set_param функция, например:

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

Этот блок является расширением блока Crossover Pilot Model. Это реализует уравнение, описанное в Алгоритмах.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`x com` — Команда сигнала
скаляр

Команда сигнала, которой экспериментальная модель управляет в виде скаляра.

Типы данных: double

`x` — Сигналом управляет пилот
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 самолета
`Proportional` (значение по умолчанию) | `Rate or velocity` | `Acceleration` | `Second order`

Управление динамикой самолета. Форма эквалайзера изменяется согласно этим значениям. Для получения дополнительной информации см. [2]. Чтобы помочь вам решить, эта таблица приводит опции и сопоставленную динамику.

Опция (передаточная функция управляемого элемента)	Передаточная функция управляемого элемента (_Yc)	Передаточная функция пилота (_Yp)
Пропорциональный	$K_{c}$	Вывод задержки, _TI>> _TL
Уровень или скорость	$\frac{K_{c}}{s}$	1
Ускорение	$\frac{K_{c}}{s^{2}}$	Ведущая задержка, _TL>> _TI
Второй порядок	$\frac{K_{c} ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$	Ведущая задержка, если _ωm <<2/τ. Вывод задержки, если _ωm>> 2/τ.

Эта таблица задает переменные, используемые в списке опций управления.

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

Программируемое использование

Параметры блоков: sw_popup

Ввод: символьный вектор

Значения: 'Proportion' | 'Rate or velocity' | 'Acceleration' | 'Second order'

Значение по умолчанию: 'Proportion'

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

Экспериментальное усиление в виде двойного скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: Kp

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '1'

`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'

`Equalizer lead constant` — Постоянный вывод эквалайзера
1 (значение по умолчанию) | скаляр

Вывод эквалайзера, постоянный в виде двойного скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Type of control на Proportional, Acceleration, или Second order.

Программируемое использование

Параметры блоков: TL

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '1'

`Equalizer lag constant` — Постоянная задержка эквалайзера
5 (значение по умолчанию) | скаляр

Задержка эквалайзера, постоянная в виде двойного скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Type of control на Proportional, Acceleration, или Second order.

Программируемое использование

Параметры блоков: TI

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '5'

`Lag constant for neuromuscular system` — Постоянная задержка
0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

Нейромускульная системная задержка, постоянная в виде двойного скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: TN1

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: 0.1

`Undamped natural frequency neuromuscular system (rad/s)` — Незатухающая собственная частота
20 (значение по умолчанию) | скаляр

Незатухающая собственная частота нейромускульной системы в виде двойного скаляра, в rad/s.

Программируемое использование

Параметры блоков: nat_freq

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: 20

`Damping neuromuscular system` — Затухание нейромускульной системы
0.7 (значение по умолчанию) | скаляр

Затухание нейромускульной системы в виде двойного скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: damp

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: 0.7

`Controlled element undamped natural frequency (rad/s)` — Управляемый элемент незатухающая собственная частота
15 (значение по умолчанию) | скаляр

Управляемый элемент незатухающая собственная частота в виде двойного скаляра, в rad/s.

Зависимости

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

Программируемое использование

Параметры блоков: omega_m

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: 15

Алгоритмы

При вычислении модели этот блок также учитывает нейромускульную динамику пилота. Этот блок реализует следующее уравнение:

$Y_{p} = K_{p} e^{- τ s} (\frac{T_{L} s + 1}{T_{I} s + 1})) [\frac{1}{(T_{N 1} s + 1) (\frac{s^{2}}{ω_{N}^{2}} + \frac{2 ζ_{N}}{ω_{N}} s + 1)}],$

где:

Переменная	Описание
_{K p}	Экспериментальное усиление.
τ	Экспериментальное время задержки.
_{T L}	Вывод времени, постоянный для термина эквалайзера.
_{T I}	Постоянная задержка.
_{T N1}	Постоянная времени для нейромускульной системы.
_{ω N}	Незатухающая частота для нейромускульной системы.
ζ _N	Коэффициент затухания для нейромускульной системы.

Демонстрационное значение для собственной частоты и коэффициента затухания человека составляет 20 рад/с и 0.7, соответственно. Термин, содержащий термин ведущей задержки, является формой эквалайзера. Эта форма изменяется в зависимости от характеристик управляемой системы. Сопоставимое поведение модели может произойти в различных частотных диапазонах кроме частоты среза.

Ссылки

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

[2] Макруер, D. T. Грэм, D., Krendel, E. и Reisener, W., человеческая экспериментальная динамика в компенсационных системах. Air Force Flight Dynamics Lab. AFFDL-65-15. 1965.

Расширенные возможности

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

Представленный в R2012b

Документация

Precision Pilot Model

Описание

Порты

Входной параметр

`x com` — Команда сигнала
скаляр

`x` — Сигналом управляет пилот
скаляр

Вывод

`u` — Команда самолета
скаляр

Параметры

`Type of control` — Управление динамикой самолета
`Proportional` (значение по умолчанию) | `Rate or velocity` | `Acceleration` | `Second order`

Программируемое использование

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

Программируемое использование

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

Программируемое использование

`Equalizer lead constant` — Постоянный вывод эквалайзера
1 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

`Equalizer lag constant` — Постоянная задержка эквалайзера
5 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

`Lag constant for neuromuscular system` — Постоянная задержка
0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

`Undamped natural frequency neuromuscular system (rad/s)` — Незатухающая собственная частота
20 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

`Damping neuromuscular system` — Затухание нейромускульной системы
0.7 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

`Controlled element undamped natural frequency (rad/s)` — Управляемый элемент незатухающая собственная частота
15 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Aerospace Blockset

Поддержка

Документация

Precision Pilot Model

Описание

Порты

Входной параметр

x com — Команда сигнала скаляр

x — Сигналом управляет пилот скаляр

Вывод

u — Команда самолета скаляр

Параметры

Type of control — Управление динамикой самолета Proportional (значение по умолчанию) | Rate or velocity | Acceleration | Second order

Программируемое использование

Pilot gain — Экспериментальное усиление1 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

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

Программируемое использование

Equalizer lead constant — Постоянный вывод эквалайзера1 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Equalizer lag constant — Постоянная задержка эквалайзера5 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Lag constant for neuromuscular system — Постоянная задержка0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Undamped natural frequency neuromuscular system (rad/s) — Незатухающая собственная частота20 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Damping neuromuscular system — Затухание нейромускульной системы0.7 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Controlled element undamped natural frequency (rad/s) — Управляемый элемент незатухающая собственная частота15 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Aerospace Blockset

Поддержка

`x com` — Команда сигнала
скаляр

`x` — Сигналом управляет пилот
скаляр

`u` — Команда самолета
скаляр

`Type of control` — Управление динамикой самолета
`Proportional` (значение по умолчанию) | `Rate or velocity` | `Acceleration` | `Second order`

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

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

`Equalizer lead constant` — Постоянный вывод эквалайзера
1 (значение по умолчанию) | скаляр

`Equalizer lag constant` — Постоянная задержка эквалайзера
5 (значение по умолчанию) | скаляр

`Lag constant for neuromuscular system` — Постоянная задержка
0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

`Undamped natural frequency neuromuscular system (rad/s)` — Незатухающая собственная частота
20 (значение по умолчанию) | скаляр

`Damping neuromuscular system` — Затухание нейромускульной системы
0.7 (значение по умолчанию) | скаляр

`Controlled element undamped natural frequency (rad/s)` — Управляемый элемент незатухающая собственная частота
15 (значение по умолчанию) | скаляр

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