3DOF (Wind Axes)

Реализуйте три уравнения степеней свободы движения относительно осей ветра

Библиотека:
Aerospace Blockset / уравнения Движения / 3DOF

Описание

Блок 3DOF (Wind Axes) реализует три уравнения степеней свободы движения относительно осей ветра. Это рассматривает вращение в вертикальной плоскости зафиксированной ветром координатной системы координат о плоской Наземной системе координат. Для получения дополнительной информации о вращении и уравнениях движения, см. Алгоритмы.

Ограничения

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

Порты

Входной параметр

развернуть все

`_Fx` — Приложенная сила вдоль x - ось
скаляр

Приложенная сила вдоль тела x - ось в виде скаляра, в модулях выбрана в Units.

Типы данных: double

`_Fz` — Приложенная сила вдоль z - ось
скаляр

Приложенная сила вдоль тела z - ось в виде скаляра.

Типы данных: double

`M` — Прикладной момент тангажа
скаляр

Прикладной момент тангажа в виде скаляра.

Типы данных: double

`g` — Сила тяжести
скаляр

Сила тяжести в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Gravity source на External.

Типы данных: double

Вывод

развернуть все

— Угол угла тангажа
скаляр

Угол угла тангажа, в ±pi, возвратился как скаляр в радианах.

Типы данных: double

`_{ωy (rad/s)}` — Передайте угловой уровень
скаляр

Передайте угловой уровень в виде скаляра в радианах в секунду.

Типы данных: double

`_dωy/dt` — Передайте угловое ускорение
скаляр

Передайте угловое ускорение, возвращенное, когда скаляр, в радианах в секунду придал квадратную форму.

Типы данных: double

`_XeZe` — Местоположение тела
двухэлементный вектор

Местоположение тела в плоской Наземной системе координат, (Xe, Ze), возвращенном как двухэлементный вектор.

Типы данных: double

`_Vw` — Скорость в зафиксированной ветром системе координат
двухэлементный вектор

Скорость тела разрешена в зафиксированную ветром координатную систему координат, (V, 0), возвращенный как двухэлементный вектор.

Типы данных: double

`_AxbAzb` — Ускорение тела
двухэлементный вектор

Ускорение тела относительно зафиксированной телом координатной системы координат, (Ax, Az), возвращенного как двухэлементный вектор.

Типы данных: double

— Угол нападения
скаляр

Угол нападения, возвращенного как скаляр, в радианах.

Типы данных: double

`_AxeAze` — Ускорение тела
двухэлементный вектор

Ускорения тела относительно инерционного (плоская Земля) координируют систему координат, возвращенную как двухэлементный вектор. Вы обычно соединяете этот сигнал с акселерометром.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите флажок Include inertial acceleration.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

Основной

`Units` — Модули ввода и вывода
`Metric (MKS)` (значение по умолчанию) | `English (Velocity in ft/s)` | `English (Velocity in kts)`

Модули ввода и вывода в виде Metric (MKS), English (Velocity in ft/s), или English (Velocity in kts).

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	Футо-фунт	Футы в секунду за секунду	Ноги в секунду	Футы	Slug	Отложите нога придала квадратную форму
`English (Velocity in kts)`	Фунт	Футо-фунт	Футы в секунду за секунду	Узлы	Футы	Slug	Отложите нога придала квадратную форму

Программируемое использование

Параметры блоков: units

Ввод: символьный вектор

Значения: Metric (MKS) | English (Velocity in ft/s) | English (Velocity in kts)

Значение по умолчанию: Metric (MKS)

`Mass type` — Массовый тип
`Fixed` (значение по умолчанию) | `Simple Variable` | `Custom Variable`

Массовый тип, заданный согласно следующей таблице.

Массовый тип	Описание	Значение по умолчанию для
`Fixed`	Масса является постоянной в течение симуляции.	3DOF (Body Axes) 3DOF (Wind Axes)
`Simple Variable`	Масса и инерция варьируются линейно в зависимости от массового уровня.	Simple Variable Mass 3DOF (Body Axes) Simple Variable Mass 3DOF (Wind Axes)
`Custom Variable`	Масса и изменения инерции настраиваемы.	Custom Variable Mass 3DOF (Body Axes) Custom Variable Mass 3DOF (Wind Axes)

Fixed выбор соответствует ранее описанным уравнениям движения.

Программируемое использование

Параметры блоков: mtype

Ввод: символьный вектор

Значения: Fixed | Simple Variable | Custom Variable

Значение по умолчанию: 'Fixed'

`Initial airspeed` — Начальная скорость
100 (значение по умолчанию) | скаляр

Начальная скорость тела, (V ₀) в виде скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: V_ini

Ввод: символьный вектор

Значения: '100' | скаляр

Значение по умолчанию: '100'

`Initial incidence` — Начальный угол
0 (значение по умолчанию) | скаляр

Начальный угол между вектором скорости и телом, (α ₀) в виде скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: alpha_ini

Ввод: символьный вектор

Значения: '0' | скаляр

Значение по умолчанию: '0'

`Initial flight path angle` — Начальный угол угла тангажа
0 (значение по умолчанию) | скаляр

Начальный угол угла тангажа тела, (γ ₀) в виде скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: gamma_ini

Ввод: символьный вектор

Значения: '0' | скаляр

Значение по умолчанию: '0'

`Initial body rotation rate` — Начальный уровень вращения тангажа
0 (значение по умолчанию) | скаляр

Начальный уровень вращения тангажа, (q ₀) в виде скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: q_ini

Ввод: символьный вектор

Значения: '0' | скаляр

Значение по умолчанию: '0'

`Initial position (x,z)` — Начальное местоположение
[0 0] (значение по умолчанию) | двухэлементный вектор

Начальное местоположение тела в плоской Наземной системе координат в виде двухэлементного вектора.

Программируемое использование

Параметры блоков: pos_ini

Ввод: символьный вектор

Значения: '[0 0]' | двухэлементный вектор

Значение по умолчанию: '[0 0]'

`Initial mass` — Начальная масса
1.0 (значение по умолчанию) | скаляр

Начальная масса твердого тела в виде скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: mass

Ввод: символьный вектор

Значения: '1.0' | скаляр

Значение по умолчанию: '1.0'

`Inertia body axes` — Инерция тела
1.0 (значение по умолчанию) | скаляр

Инерция тела в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Mass type на Fixed.

Программируемое использование

Параметры блоков: Iyy

Ввод: символьный вектор

Значения: '1.0' | скаляр

Значение по умолчанию: '1.0'

`Gravity Source` — Источник силы тяжести
`Internal` (значение по умолчанию) | `External`

Источник силы тяжести в виде:

`External`	Переменный вход силы тяжести, чтобы блокироваться
`Internal`	Постоянная сила тяжести задана в маске

Программируемое использование

Параметры блоков: g_in

Ввод: символьный вектор

Значения: 'Internal' | 'External'

Значение по умолчанию: 'Internal'

`Acceleration due to gravity` — Источник силы тяжести
9.81 (значение по умолчанию) | скаляр

Ускорение из-за силы тяжести в виде двойного скаляра и используемый, если внутренний источник силы тяжести выбран. Если силой тяжести нужно пропустить в симуляции, это значение может быть установлено к 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Gravity Source на Internal.

Программируемое использование

Параметры блоков: g

Ввод: символьный вектор

Значения: '9.81' | скаляр

Значение по умолчанию: '9.81'

`Include inertial acceleration` — Включайте инерционный ускоряющий порт
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Установите этот флажок, чтобы добавить, что инерционное ускорение в плоской Земле структурирует выходной порт. Вы обычно соединяете этот сигнал с акселерометром.

Зависимости

Чтобы включить порт _AxeAze, выберите этот параметр.

Программируемое использование

Параметры блоков: abi_flag

Ввод: символьный вектор

Значения: 'off' | 'on'

Значение по умолчанию: 'off'

Атрибуты состояния

`Velocity: e.g., 'V'` — Скоростное имя состояния
`''` (значение по умолчанию) | вектор символов

Скоростное имя состояния в виде вектора символов.

Программируемое использование

Параметры блоков: V_statename

Ввод: символьный вектор

Значения: '' | скаляр

Значение по умолчанию: ''

`Incidence angle e.g., 'alpha'` — Имя состояния угла установки
`''` (значение по умолчанию) | скаляр

Имя состояния угла установки в виде скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: alpha_statename

Ввод: символьный вектор

Значения: '' | скаляр

Значение по умолчанию: ''

`Flight path angle: e.g., 'gamma'` — Угол угла тангажа утверждает имя
`''` (значение по умолчанию) | вектор символов

Угол угла тангажа утверждает имя в виде вектора символов.

Программируемое использование

Параметры блоков: gamma_statename

Ввод: символьный вектор

Значения: '' | скаляр

Значение по умолчанию: ''

`Body rotation rate: e.g., 'q'` — Вращение тела утверждает имя
`''` (значение по умолчанию) | скаляр

Уровень вращения тела утверждает имена в виде вектора символов.

Программируемое использование

Параметры блоков: q_statename

Ввод: символьный вектор

Значения: '' | скаляр

Значение по умолчанию: ''

`Position: e.g., {'Xe', 'Ze'}` — Имя состояния положения
`''` (значение по умолчанию) | список, разделенный запятыми окружается фигурными скобками

Состояние положения называет в виде списка, разделенного запятыми окруженный фигурными скобками.

Программируемое использование

Параметры блоков: pos_statename

Ввод: символьный вектор

Значения: '' | список, разделенный запятыми окружается фигурными скобками

Значение по умолчанию: ''

Алгоритмы

Блок рассматривает вращение в вертикальной плоскости зафиксированной ветром координатной системы координат о плоской Наземной системе координат.

Graphical view of rotation in the vertical plane of a body-fixed coordinate frame about a flat Earth reference frame.

Уравнения движения

$\begin{array}{l} \dot{V} = \frac{F_{x_{w i n d}}}{m} - g \sin γ \\ \dot{α} = \frac{F_{z_{w i n d}}}{m V \cos β} + q + \frac{g}{V \cos β} \cos γ \\ \dot{q} = \dot{θ} = \frac{M_{y_{b o d y}}}{I_{y y}} \\ \dot{γ} = q - \dot{α} \\ A_{b e} = [\begin{matrix} A_{x e} \\ A_{z e} \end{matrix}] = D C M_{w b} [\frac{F_{w}}{m} - g \sin γ] \\ A_{b b} = [\begin{matrix} {\dot{u}}_{b} \\ {\dot{w}}_{b} \end{matrix}] = D C M_{w b} [\frac{F_{w}}{m} - g \sin γ - {\bar{ω}}_{w} \times {\bar{V}}_{w}] \\ {\bar{F}}_{w} = [\begin{matrix} F_{x_{w i n d}} \\ F_{z_{w i n d}} \end{matrix}], {\bar{V}}_{w} = [\begin{matrix} V_{x_{w i n d}} \\ V_{z}_{_{w i n d}} \end{matrix}], {\bar{ω}}_{w} = q \end{array}$

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

Ссылки

[1] Стивенс, Брайан и Франк Льюис. Управление самолетом и симуляция. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1992.

Расширенные возможности

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

Введен в R2006a

Документация

3DOF (Wind Axes)

Описание

Ограничения

Порты

Входной параметр

Fx — Приложенная сила вдоль x - ось скаляр

Fz — Приложенная сила вдоль z - ось скаляр

M — Прикладной момент тангажа скаляр

g — Сила тяжести скаляр

Зависимости

Вывод

— Угол угла тангажа скаляр

ωy (rad/s) — Передайте угловой уровень скаляр

dωy/dt — Передайте угловое ускорение скаляр

XeZe — Местоположение тела двухэлементный вектор

Vw — Скорость в зафиксированной ветром системе координат двухэлементный вектор

AxbAzb — Ускорение тела двухэлементный вектор

— Угол нападения скаляр

AxeAze — Ускорение тела двухэлементный вектор

Зависимости

Параметры

Основной

Units — Модули ввода и вывода Metric (MKS) (значение по умолчанию) | English (Velocity in ft/s) | English (Velocity in kts)

Программируемое использование

Mass type — Массовый тип Fixed (значение по умолчанию) | Simple Variable | Custom Variable

Программируемое использование

Initial airspeed — Начальная скорость100 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Initial incidence — Начальный угол0 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Initial flight path angle — Начальный угол угла тангажа0 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Initial body rotation rate — Начальный уровень вращения тангажа0 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Initial position (x,z) — Начальное местоположение[0 0] (значение по умолчанию) | двухэлементный вектор

Программируемое использование

Initial mass — Начальная масса1.0 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Inertia body axes — Инерция тела1.0 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Gravity Source — Источник силы тяжести Internal (значение по умолчанию) | External

Программируемое использование

Acceleration due to gravity — Источник силы тяжести9.81 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Include inertial acceleration — Включайте инерционный ускоряющий порт off (значение по умолчанию) | on

Зависимости

Программируемое использование

Атрибуты состояния

Velocity: e.g., 'V' — Скоростное имя состояния '' (значение по умолчанию) | вектор символов

Программируемое использование

Incidence angle e.g., 'alpha' — Имя состояния угла установки '' (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Flight path angle: e.g., 'gamma' — Угол угла тангажа утверждает имя '' (значение по умолчанию) | вектор символов

Программируемое использование

Body rotation rate: e.g., 'q' — Вращение тела утверждает имя '' (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Position: e.g., {'Xe', 'Ze'} — Имя состояния положения '' (значение по умолчанию) | список, разделенный запятыми окружается фигурными скобками

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

`_Fx` — Приложенная сила вдоль x - ось
скаляр

`_Fz` — Приложенная сила вдоль z - ось
скаляр

`M` — Прикладной момент тангажа
скаляр

`g` — Сила тяжести
скаляр

— Угол угла тангажа
скаляр

`_{ωy (rad/s)}` — Передайте угловой уровень
скаляр

`_dωy/dt` — Передайте угловое ускорение
скаляр

`_XeZe` — Местоположение тела
двухэлементный вектор

`_Vw` — Скорость в зафиксированной ветром системе координат
двухэлементный вектор

`_AxbAzb` — Ускорение тела
двухэлементный вектор

— Угол нападения
скаляр

`_AxeAze` — Ускорение тела
двухэлементный вектор

`Units` — Модули ввода и вывода
`Metric (MKS)` (значение по умолчанию) | `English (Velocity in ft/s)` | `English (Velocity in kts)`

`Mass type` — Массовый тип
`Fixed` (значение по умолчанию) | `Simple Variable` | `Custom Variable`

`Initial airspeed` — Начальная скорость
100 (значение по умолчанию) | скаляр

`Initial incidence` — Начальный угол
0 (значение по умолчанию) | скаляр

`Initial flight path angle` — Начальный угол угла тангажа
0 (значение по умолчанию) | скаляр

`Initial body rotation rate` — Начальный уровень вращения тангажа
0 (значение по умолчанию) | скаляр

`Initial position (x,z)` — Начальное местоположение
[0 0] (значение по умолчанию) | двухэлементный вектор

`Initial mass` — Начальная масса
1.0 (значение по умолчанию) | скаляр

`Inertia body axes` — Инерция тела
1.0 (значение по умолчанию) | скаляр

`Gravity Source` — Источник силы тяжести
`Internal` (значение по умолчанию) | `External`

`Acceleration due to gravity` — Источник силы тяжести
9.81 (значение по умолчанию) | скаляр

`Include inertial acceleration` — Включайте инерционный ускоряющий порт
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Velocity: e.g., 'V'` — Скоростное имя состояния
`''` (значение по умолчанию) | вектор символов

`Incidence angle e.g., 'alpha'` — Имя состояния угла установки
`''` (значение по умолчанию) | скаляр

`Flight path angle: e.g., 'gamma'` — Угол угла тангажа утверждает имя
`''` (значение по умолчанию) | вектор символов

`Body rotation rate: e.g., 'q'` — Вращение тела утверждает имя
`''` (значение по умолчанию) | скаляр

`Position: e.g., {'Xe', 'Ze'}` — Имя состояния положения
`''` (значение по умолчанию) | список, разделенный запятыми окружается фигурными скобками

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