Для создания моделей используйте блоки CitySat Vehicle, шаблон модели и проект. Изучите пример космического аппарата, моделирующий несколько космических аппаратов. Блок CitySat Vehicle распространяется по одному спутнику за раз. Для одновременного распространения нескольких спутников используется блок «Распространитель орбиты». Чтобы рассчитать кратчайшее вращение кватерниона, используйте блок «Профиль ориентации».
Для начала моделирования и моделирования космических аппаратов компания Aerospace Blockset™ предоставляет проект и модель на начальной странице Simulink ®.
Шаблон модели транспортного средства CireSat - шаблон модели (CubeSat Simulation Project), который иллюстрирует, как распространять и визуализировать траектории CeySat с помощью блока CitySat Vehicle. Блок модели сферической гармонической гравитации используется в качестве источника гравитационного потенциала для распространения по орбите. Предварительно настроенные режимы указания, установленные в блоке CireSat Vehicle, управляют положением.
Проект моделирования CeySat - готовый к моделированию проект (CubeSat Simulation Project), который иллюстрирует, как создать детальную конструкцию системы CeySat в Simulink, добавив в детализированные компоненты транспортного средства к предоставленной структуре.
Шаблонная модель представляет собой готовый к моделированию пример, содержащий блок CitySat Vehicle с визуализацией с использованием Simulink 3D Animation™.
Запустите шаблон модели транспортного средства CitySat.
Щелкните Создать модель (Create Model).
Блок CitySat Vehicle моделирует простой аппарат CitySat, который можно использовать как есть, с блоком CitySat Vehicle, настроенным на использование начального орбитального состояния в качестве набора орбитальных элементов Кеплера.
Модель использует блок Spherical Harmonic Gravity Model для обеспечения гравитации транспортного средства для CitySat.
Для ознакомления с CitySats проведите эксперимент с настройками блока CitySat Vehicle.
На вкладке «Орбита CireSat» блока можно дополнительно использовать параметр метода ввода для изменения начального орбитального состояния в виде набора:
Векторы положения и скорости в инерциальных осях с центром Земли
Векторы положения и скорости в фиксированных осях Земли с центром Земли
Широта, долгота, высота и скорость тела по отношению к ECEF, выраженные в кадре NED
На вкладке «Отношение CireSat» можно задать векторы выравнивания и ограничения для определения элемента управления отношением CireSat.
Транспортное средство CireSat сначала выравнивает вектор первичного выравнивания с вектором первичного ограничения. Затем транспортное средство CireSat пытается как можно ближе выровнять вторичный вектор выравнивания с вторичным вектором ограничения без влияния на первичное выравнивание.
Вкладка Высота над уровнем моря также позволяет выбирать между предварительно настроенными режимами управления пространственным положением Земли (Надир) (по умолчанию) и Солнца.
На вкладке Параметры ориентации земли (Earth Orientation Parameters) можно указать блок для включения параметров ориентации земли более высокого порядка в преобразования между системами координат ECI и ECEF.
Запустите и смоделируйте модель.
Для просмотра выходных сигналов CireSat дважды щелкните подсистему «Области» и откройте несколько областей.
При наличии действительной лицензии Simulink 3D Animation можно также визуализировать орбиту в окне «Анимация орбиты CireSat».
Сохраните копию модели распространения орбиты. Эту модель можно использовать для живого сценария анализа миссии.
В шаблоне CireSat Vehicle Model блока CireSat Vehicle используются простые предварительно настроенные режимы управления орбитой и пространственным положением. Чтобы смоделировать и смоделировать транспортные средства CitySat с помощью собственных детальных компонентов, рассмотрим проект моделирования CitySat на начальной странице Simulink. Дополнительные сведения см. в разделе Проект моделирования CitySat
Модель представляет собой готовый к моделированию пример с визуализацией с помощью Simulink 3D Animation. В этом примере вместо блока CitySat Vehicle используется подсистема модели транспортного средства. Более простую модель, иллюстрирующую использование блока CitySat Vehicle, см. в разделе Шаблон модели CitySat Vehicle.
Запустите проект моделирования CitySat.
Щелкните Создать проект (Create Project) и следуйте инструкциям.
Подсистема Vehicle Model моделирует транспортное средство CitySat, которое можно использовать как есть.
Например, можно заменить идеальную модель двигателя малой тяги, включенную по умолчанию в подсистему привода, собственной более реалистичной моделью двигателя малой тяги или реактивного колеса.
Чтобы изменить траекторию орбиты и положение CitySat, в разделе Конфигурация миссии дважды щелкните на блоке Редактировать начальную орбиту и положение. Эти параметры имеют то же назначение, что и соответствующие параметры, что и блок CitySat Vehicle.
Запустите и смоделируйте модель.
Для просмотра выходных сигналов CireSat дважды щелкните подсистему «Области» и откройте несколько областей.
При наличии лицензии на Simulink 3D Animation можно также визуализировать орбиту в окне анимации. Дважды щелкните подсистему визуализации и нажмите кнопку Открыть анимацию Simulink 3D.
Откроется окно Анимация орбиты CireSat.
Aerospace Toolbox предоставляет служебные функции для преобразования координат. Эти функции можно использовать для перехода между различными режимами начального состояния блока CitySat Vehicle.
| Действие | Функция |
|---|---|
Расчет векторов положения и скорости в среднеэкваторном равноденствии с центром Земли | |
Расчет векторов положения, скорости и ускорения в системе координат с земным центром (ECEF) | |
Рассчитайте среднее значение Гринвича и кажущееся боковое время | |
Расчет элементов кеплеровской орбиты с использованием векторов геоцентрического экваториального положения и скорости | |
Расчет векторов положения и скорости в геоцентрической экваториальной системе координат с использованием элементов кеплеровской орбиты |
[1] Вальядо, Д. А. Основы астродинамики и приложений. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1997.
Профиль отношения | Транспортное средство CeySat | ecef2eci | eci2ecef | ijk2keplerian | keplerian2ijk | Распространитель орбиты | siderealTime