Пилотная модель кроссовера

Представление модели пилотного кроссовера

Библиотека:
Аэрокосмический блоксет/пилотные модели

Описание

Блок Crossover Pilot Model представляет модель пилота, описанную в математических моделях поведения пилота человека . [1]). Эта пилотная модель представляет собой модель с одним входом и одним выходом (SISO), которая представляет некоторые аспекты поведения человека при управлении самолетом.

Модель Crossover Pilot учитывает комбинированную динамику пилота-человека и самолёта, используя форму, описанную в Алгоритмах вокруг частоты кроссовера.

Этот блок имеет нелинейное поведение. Если вы хотите линеаризовать блок (например, с одним из linmod ), может потребоваться изменить порядок аппроксимации Pade. Реализация блока Crossover Pilot Model включает блок Transport Delay с параметром Pade order (для линеаризации), равным 2 по умолчанию. Чтобы изменить это значение, используйте set_param функция, например:

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

При моделировании пилотных моделей человека используйте этот блок для большей точности, чем тот, который предоставляется блоком Tustin Pilot Model. Этот блок также менее точен, чем блок Precision Pilot Model.

Порты

Вход

развернуть все

`x com` - Сигнальная команда
скаляр

Команда Signal, управляемая пилотной моделью, заданная как скаляр.

Типы данных: double

`x` - Сигнал
скаляр

Сигнал, которым управляет пилотная модель, заданный как скаляр.

Типы данных: double

Продукция

развернуть все

`u` - Команда самолета
скаляр

Команда самолета, возвращенная как скаляр.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

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

Управление динамикой, которое пилот должен иметь над самолетом. В этой таблице перечислены опции и связанная динамика.

Опция (функция передачи управляемого элемента) Передаточная функция управляемого элемента (Y c) ) Передаточная функция пилота (Y p ) Y _c Y p Примечания

Опция (функция передачи управляемого элемента)	Передаточная функция управляемого элемента (Y c) )	Передаточная функция пилота (Y p )	Y _c Y p	Примечания
`Proportion al`	$_{Kc}$	$\frac{_{} {Кпе}^{-}}{}$ theсс	$\frac{_{}_{} {KcKpe}^{-}}{}$
`Rate or velocity`	$\frac{_{}}{Kcs}$	$_{} {Кпе}^{-}$ thes	$\frac{_{}_{} {KcKpe}^{-}}{}$
`Spiral divergence`	$\frac{_{}}{_{} KcTIs −}$ 1	$_{} {Кпе}^{-}$ thes	$\frac{_{}_{} {KcKpe}^{-}}{{thes}_{} (TIs}$ − 1)
`Second order - Short period`	$\frac{_{}_{}^{}}{^{}_{}_{}^{Kcωn2s2+2ζωns +ωn2}}$	$\frac{_{} {Кпэ}^{-}}{_{} thesTIs}$ + 1	$\begin{array}{l} \frac{_{}_{}^{}}{^{Kc, n2s2} +_{} {2,}_{}^{}} \\ \frac{_{}^{}}{_{}} \end{array}$	Короткий период, с $_{startn} >$ 1/start
`Acceleration (*)`	$\frac{_{}}{^{Kcs2}}$	$_{} {Кпсе}^{-}$	$\frac{_{}_{} {KcKpe}^{-}}{}$
`Roll attitude (*)`	$\frac{_{}}{Kcs (_{} TI +}$ 1)	$_{Кп} (_{} ТЛ +^{1)}$ е −	$\frac{_{}_{} {KcKpe}^{-}}{}$	С T _L ≈ T _I
`Unstable short period(*)`	$\frac{_{Кц}}{(_{} TI1s + 1_{)} (}$ TI2s − 1)	$_{Кп} (_{} ТЛ +^{1)}$ е −	$\frac{_{}_{} {KcKpe}^{-}}{{thes}_{(} TI2s}$ − 1)	С Т _Л ≈ Т _I1
`Second order - Phugoid(*)`	$\frac{_{}_{}^{}}{^{}_{}_{}^{Kcωn2s2+2ζωns +ωn2}}$	$_{Кп} (_{} ТЛ +^{1)}$ е −	$\frac{_{}_{}_{}^{} {KcKpstartn2e}^{-}}{}$ startss	Фугоид, с $\begin{array}{l} _{} \\ _{}_{ωn≪1/τ,1/TL≈ζωn} \end{array}$

Proportion al

$_{Kc}$

$\frac{_{} {Кпе}^{-}}{}$ theсс

$\frac{_{}_{} {KcKpe}^{-}}{}$

Rate or velocity

$\frac{_{}}{Kcs}$

$_{} {Кпе}^{-}$ thes

$\frac{_{}_{} {KcKpe}^{-}}{}$

Spiral divergence

$\frac{_{}}{_{} KcTIs −}$ 1

$_{} {Кпе}^{-}$ thes

$\frac{_{}_{} {KcKpe}^{-}}{{thes}_{} (TIs}$ − 1)

Second order - Short period

$\frac{_{}_{}^{}}{^{}_{}_{}^{Kcωn2s2+2ζωns +ωn2}}$

$\frac{_{} {Кпэ}^{-}}{_{} thesTIs}$ + 1

$\begin{array}{l} \frac{_{}_{}^{}}{^{Kc, n2s2} +_{} {2,}_{}^{}} \\ \frac{_{}^{}}{_{}} \end{array}$

Короткий
период,
с

_{startn} >

1/start

Acceleration (*)

$\frac{_{}}{^{Kcs2}}$

$_{} {Кпсе}^{-}$

$\frac{_{}_{} {KcKpe}^{-}}{}$

Roll attitude (*)

$\frac{_{}}{Kcs (_{} TI +}$ 1)

$_{Кп} (_{} ТЛ +^{1)}$ е −

$\frac{_{}_{} {KcKpe}^{-}}{}$

С
T _L ≈ T _I

Unstable short period(*)

$\frac{_{Кц}}{(_{} TI1s + 1_{)} (}$ TI2s − 1)

$_{Кп} (_{} ТЛ +^{1)}$ е −

$\frac{_{}_{} {KcKpe}^{-}}{{thes}_{(} TI2s}$ − 1)

С
Т _Л ≈ Т _I1

Second order - Phugoid(*)

$\frac{_{}_{}^{}}{^{}_{}_{}^{Kcωn2s2+2ζωns +ωn2}}$

$_{Кп} (_{} ТЛ +^{1)}$ е −

$\frac{_{}_{}_{}^{} {KcKpstartn2e}^{-}}{}$ startss

Фугоид,
с

\begin{array}{l} _{} \\ _{}_{ωn≪1/τ,1/TL≈ζωn} \end{array}

* Указывает, что пилотная модель включает блок производной, который создает числовую производную. По этой причине не отправляйте прерывистый (например, шаг) или шумный вход в блок Crossover Pilot Model. Такие входные сигналы могут вызывать большие выходные сигналы, которые могут привести к нестабильности системы.

Эта таблица определяет переменные, используемые в списке параметров управления.

Переменная	Описание
K _c	Усиление самолета.
К _р	Коэффициент усиления пилота.
τ	Задержка времени пилота.
Т _И	Постоянная запаздывания.
Т _Л	Свинцовая константа.
ζ	Коэффициент демпфирования самолета.
λ _n	Собственная частота самолета.

Зависимости

Параметры Crossover Pilot Model активируются и деактивируются в соответствии с опциями типа управления. Параметры Вычисленное значение, Управляемый коэффициент усиления элемента, Коэффициент усиления пилот-сигнала, Частота пересечения (рад/с) и Задержка (и) времени пилот-сигнала всегда включены.

Программное использование

Параметр блока: sw_popup

Текст: символьный вектор

По умолчанию: 'Proportion'

`Calculated value` - Частота перехода или усиление пилот-сигнала
`Crossover frequency` (по умолчанию) | `Pilot gain`

Частота пересечения или значение коэффициента усиления пилот-сигнала, вычисляемое блоком:

Crossover frequency - Блок вычисляет значение частоты пересечения. Значение параметра отключено.
Pilot gain - Блок вычисляет значение коэффициента усиления пилот-сигнала. Значение параметра отключено.

Программное использование

Параметр блока: freq_gain_popup

Текст: символьный вектор

Значения: 'Crossover frequency' | 'Pilot gain'

По умолчанию: 'Crossover frequency'

`Controlled element gain` - Коэффициент усиления регулируемого элемента
`1` (по умолчанию) | скаляр

Коэффициент усиления управляемого элемента, определяемый как двойной скаляр.

Программное использование

Параметр блока: Kc

Текст: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

По умолчанию: '1'

`Pilot gain` - Коэффициент усиления пилота
`3` (по умолчанию) | скаляр

Коэффициент усиления пилот-сигнала, определяемый как двойной скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для вычисляемого значения значение Pilot gain.

Программное использование

Параметр блока: Kp

Текст: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

По умолчанию: '3'

`Crossover frequency (rad/s)` - Частота пересечения
`3` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от 1 до 10

Значение частоты пересечения, указанное как двойной скаляр, в рад/с. Значение должно находиться в диапазоне от 1 до 10.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для вычисляемого значения значение Crossover frequency.

Программное использование

Параметр блока: omega_c

Текст: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

По умолчанию: '3'

`Pilot time delay(s)` - Задержка времени пилота
`0.1` (по умолчанию) | скаляр

Общая задержка пилот-сигнала, заданная как двойной скаляр, в секундах. Это значение обычно находится в диапазоне от 0,1 с до 0,2 с.

Программное использование

Параметр блока: time_delay

Текст: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

По умолчанию: '0.1'

`Pilot lead constant` - Константа вывода пилота
`1` (по умолчанию) | скаляр

Константа вывода пилот-сигнала, заданная как двойной скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Тип элемента управления одну из следующих опций:

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

Программное использование

Параметр блока: T

Текст: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

По умолчанию: '1'

`Pilot lag constant` - Постоянная запаздывание пилота
`5` (по умолчанию) | скаляр

Константа запаздывания пилот-сигнала, заданная как двойной скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Тип элемента управления в Second order - Short period.

Программное использование

Параметр блока: Ti

Текст: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

По умолчанию: '5'

Алгоритмы

Модель кроссовера учитывает комбинированную динамику пилота человека и самолёта, используя следующую форму вокруг частоты кроссовера:

$_{}_{YpYc} \frac{=_{}^{}}{}$

Где:

Переменная	Описание
Y _p	Функция передачи пилота.
Y _c	Функция передачи самолета.
λ _c	Частота пересечения.
τ	Время задержки переноса, вызванное пилотной нервно-мышечной системой.

При изменении динамики самолета (_Yc) _Yp изменяется соответственно.

Примечание

Этот блок действителен только вокруг перекрестной частоты. Он недопустим для дискретных входов, таких как шаг.

Ссылки

[1] Макрюр, Д. Т., Крендел, Е., Математические модели поведения пилота человека. Консультативная группа по аэрокосмическим исследованиям и разработкам AGARDograph 188, январь 1974 года.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

linmod | Прецизионная пилотная модель | Задержка транспортировки | Модель Tustin Pilot

Представлен в R2012b

Документация

Пилотная модель кроссовера

Описание

Порты

Вход

`x com` - Сигнальная команда
скаляр

`x` - Сигнал
скаляр

Продукция

`u` - Команда самолета
скаляр

Параметры

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

Зависимости

Программное использование

`Calculated value` - Частота перехода или усиление пилот-сигнала
`Crossover frequency` (по умолчанию) | `Pilot gain`

Программное использование

`Controlled element gain` - Коэффициент усиления регулируемого элемента
`1` (по умолчанию) | скаляр

Программное использование

`Pilot gain` - Коэффициент усиления пилота
`3` (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программное использование

`Crossover frequency (rad/s)` - Частота пересечения
`3` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от 1 до 10

Зависимости

Программное использование

`Pilot time delay(s)` - Задержка времени пилота
`0.1` (по умолчанию) | скаляр

Программное использование

`Pilot lead constant` - Константа вывода пилота
`1` (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программное использование

`Pilot lag constant` - Постоянная запаздывание пилота
`5` (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программное использование

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Документация по аэрокосмическим блокам

Поддержка

Документация

Пилотная модель кроссовера

Описание

Порты

Вход

x com - Сигнальная команда скаляр

x - Сигнал скаляр

Продукция

u - Команда самолета скаляр

Параметры

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

Зависимости

Программное использование

Calculated value - Частота перехода или усиление пилот-сигнала Crossover frequency (по умолчанию) | Pilot gain

Программное использование

Controlled element gain - Коэффициент усиления регулируемого элемента 1 (по умолчанию) | скаляр

Программное использование

Pilot gain - Коэффициент усиления пилота 3 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программное использование

Crossover frequency (rad/s) - Частота пересечения 3 (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от 1 до 10

Зависимости

Программное использование

Pilot time delay(s) - Задержка времени пилота 0.1 (по умолчанию) | скаляр

Программное использование

Pilot lead constant - Константа вывода пилота 1 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программное использование

Pilot lag constant - Постоянная запаздывание пилота 5 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программное использование

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Документация по аэрокосмическим блокам

Поддержка

`x com` - Сигнальная команда
скаляр

`x` - Сигнал
скаляр

`u` - Команда самолета
скаляр

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

`Calculated value` - Частота перехода или усиление пилот-сигнала
`Crossover frequency` (по умолчанию) | `Pilot gain`

`Controlled element gain` - Коэффициент усиления регулируемого элемента
`1` (по умолчанию) | скаляр

`Pilot gain` - Коэффициент усиления пилота
`3` (по умолчанию) | скаляр

`Crossover frequency (rad/s)` - Частота пересечения
`3` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне от 1 до 10

`Pilot time delay(s)` - Задержка времени пилота
`0.1` (по умолчанию) | скаляр

`Pilot lead constant` - Константа вывода пилота
`1` (по умолчанию) | скаляр

`Pilot lag constant` - Постоянная запаздывание пилота
`5` (по умолчанию) | скаляр

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™