Simple Variable Mass 3DOF (Wind Axes)

Реализуйте три уравнения степеней свободы движения массы простой переменной относительно осей ветра

Библиотека:
Aerospace Blockset / уравнения Движения / 3DOF

Описание

Блок Simple Variable Mass 3DOF (Wind Axes) реализует три уравнения степеней свободы движения массы простой переменной относительно осей ветра. Блок 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.

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

`dm/dt` — Скорости изменения массы
скаляр

Одна или несколько скоростей изменения массы (положительный, если аккумулируется, отрицательный, если удалено) 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

`_Vre` — Относительные скорости
двухэлементный вектор

Сумма одной или нескольких относительных скоростей, при которых масса аккумулируется к или удаляется от тела в зафиксированных телом осях в виде двухэлементного вектора.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите Include mass flow relative velocity.

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

`Fuel` — Состояние топливного бака
скаляр

Состояние топливного бака, возвращенное как:

1 — Бак полон.
0 — Бак не полон и не пуст.
-1 — Бак пуст.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Mass type на Simple Variable.

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
`Simple Variable` (значение по умолчанию) | `Fixed` | `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)

Simple Variable выбор соответствует уравнениям движения, описанного в Алгоритмах.

Программируемое использование

Параметры блоков: mtype

Ввод: символьный вектор

Значения: Fixed | Simple Variable | Custom Variable

Значение по умолчанию: 'Simple Variable'

`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'

`Empty mass` — Пустая масса
0.5 (значение по умолчанию) | скаляр

Пустая масса тела в виде двойного скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: mass_e

Ввод: символьный вектор

Значения: '0.5' | скаляр

Значение по умолчанию: '0.5'

`Full mass` — Полная масса тела
3.0 (значение по умолчанию) | скаляр

Полная масса тела в виде скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: mass_f

Ввод: символьный вектор

Значения: '3.0' | скаляр

Значение по умолчанию: '3.0'

`Empty inertia body axes` — Пустая инерция тела
0.5 (значение по умолчанию) | скаляр

Пустая инерция тела в виде двойного скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Mass type на Simple Variable.

Программируемое использование

Параметры блоков: Iyy_e

Ввод: символьный вектор

Значения: '1.0' | скаляр

Значение по умолчанию: '1.0'

`Full inertia body axes` — Полные оси тела инерции
3.0 (значение по умолчанию) | скаляр

Полная инерция тела в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Mass type на Simple Variable.

Программируемое использование

Параметры блоков: Iyy_f

Ввод: символьный вектор

Значения: '3.0' | скаляр

Значение по умолчанию: '3.0'

`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 mass flow relative velocity` — Массовый скоростной порт родственника потока
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Установите этот флажок, чтобы добавить массовый скоростной порт родственника потока. Это - относительная скорость, при которой масса аккумулируется или удаляется.

Программируемое использование

Параметры блоков: vre_flag

Ввод: символьный вектор

Значения: off | on

Значение по умолчанию: 'off'

`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

Присвойте уникальное имя каждому состоянию. Можно использовать имена состояния вместо путей к блоку во время линеаризации.

Чтобы присвоить имя к одному состоянию, введите уникальное имя между кавычками, например, 'velocity'.
Чтобы присвоить имена к нескольким состояниям, введите список, разделенный запятыми, окруженный фигурными скобками, например, {'a', 'b', 'c'}. Каждое имя должно быть уникальным.
Если параметр пуст (' '), никакое имя не присвоено.
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'` — 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: ''

`Mass: e.g., 'mass'` — Массовое имя состояния
`''` (значение по умолчанию) | вектор символов

Массовое имя состояния в виде вектора символов.

Программируемое использование

Параметры блоков: mass_statename

Ввод: символьный вектор

Значения: '' | скаляр

Значение по умолчанию: ''

Алгоритмы

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

Уравнения движения

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

где приложенные силы приняты, чтобы действовать в центре тяжести тела. Vre _w является относительной скоростью в осях ветра в который массовый поток ( $\dot{m}$ ) извлекается или добавляется к осям ветра.

Ссылки

[1] Стивенс, Брайан и Франк Льюис. Управление самолетом и симуляция. Хобокен, NJ: John Wiley & Sons, 1992.

Расширенные возможности

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

Введен в R2006a

Документация

Simple Variable Mass 3DOF (Wind Axes)

Описание

Порты

Входной параметр

Fx — Приложенная сила вдоль x - ось скаляр

Fz — Приложенная сила вдоль z - ось скаляр

M — Прикладной момент тангажа скаляр

dm/dt — Скорости изменения массы скаляр

g — Сила тяжести скаляр

Зависимости

Vre — Относительные скорости двухэлементный вектор

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

Fuel — Состояние топливного бака скаляр

Зависимости

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 Simple Variable (значение по умолчанию) | Fixed | 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

Empty mass — Пустая масса0.5 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Full mass — Полная масса тела3.0 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Empty inertia body axes — Пустая инерция тела0.5 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Full inertia body axes — Полные оси тела инерции3.0 (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 mass flow relative velocity — Массовый скоростной порт родственника потока off (значение по умолчанию) | on

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

Mass: e.g., 'mass' — Массовое имя состояния '' (значение по умолчанию) | вектор символов

Программируемое использование

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

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

`_Fx` — Приложенная сила вдоль x - ось
скаляр

`_Fz` — Приложенная сила вдоль z - ось
скаляр

`M` — Прикладной момент тангажа
скаляр

`dm/dt` — Скорости изменения массы
скаляр

`g` — Сила тяжести
скаляр

`_Vre` — Относительные скорости
двухэлементный вектор

— 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

`Fuel` — Состояние топливного бака
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
`Simple Variable` (значение по умолчанию) | `Fixed` | `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

`Empty mass` — Пустая масса
0.5 (значение по умолчанию) | скаляр

`Full mass` — Полная масса тела
3.0 (значение по умолчанию) | скаляр

`Empty inertia body axes` — Пустая инерция тела
0.5 (значение по умолчанию) | скаляр

`Full inertia body axes` — Полные оси тела инерции
3.0 (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 mass flow relative velocity` — Массовый скоростной порт родственника потока
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`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

`Mass: e.g., 'mass'` — Массовое имя состояния
`''` (значение по умолчанию) | вектор символов

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