exponenta event banner

Прецизионная пилотная модель

Представление точной пилотной модели

  • Библиотека:
  • Аэрокосмический блоксет/пилотные модели

  • Precision Pilot Model block

Описание

Блок Precision 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. При моделировании пилотных моделей человека используйте этот блок для большей точности, чем тот, который предоставляется блоками Tustin Pilot Model и Crossover Pilot Model.

Этот блок имеет нелинейное поведение. Если вы хотите линеаризовать блок (например, с одним из linmod ), может потребоваться изменить порядок аппроксимации Pade. Реализация блока Precision 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')

Этот блок является расширением блока Crossover Pilot Model. Он реализует уравнение, описанное в разделе Алгоритмы.

Порты

Вход

развернуть все

Команда Signal, управляемая пилотной моделью, заданная как скаляр.

Типы данных: double

Сигнал, которым управляет пилотная модель, заданный как скаляр.

Типы данных: double

Продукция

развернуть все

Команда самолета, возвращенная как скаляр.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

Управление динамикой самолета. Форма эквалайзера изменяется в соответствии с этими значениями. Для получения дополнительной информации см. [2]. Чтобы помочь в выборе, в этой таблице перечислены опции и связанная динамика.

Опция (функция передачи управляемого элемента)Передаточная функция управляемого элемента (Yc)Передаточная функция пилота (Yp)
Пропорциональный

Kc

Отставание, TI > > TL
Скорость или скорость

Kcs

1
Ускорение

Kcs2

Отставание, TL > > TI
Второй порядок

Kcωn2s2+2ζωns +ωn2

Опережение-запаздывание, если startm < < 2/start.

Запаздывать-выводить, если startm > > 2/start.

Эта таблица определяет переменные, используемые в списке параметров управления.

ПеременнаяОписание
K c Усиление самолета.
Т И Постоянная запаздывания.
Т Л Свинцовая константа.
ζКоэффициент демпфирования самолета.
λ n Собственная частота самолета.

Программное использование

Параметр блока: sw_popup
Текст: символьный вектор
Значения: 'Proportion' | 'Rate or velocity' | 'Acceleration' | 'Second order'
По умолчанию: 'Proportion'

Коэффициент усиления пилот-сигнала, определяемый как двойной скаляр.

Программное использование

Параметр блока: Kp
Текст: символьный вектор
Значения: двойной скаляр
По умолчанию: '1'

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'

Ведущая константа эквалайзера, заданная как двойной скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Тип элемента управления в Proportional, Acceleration, или Second order.

Программное использование

Параметр блока: TL
Текст: символьный вектор
Значения: двойной скаляр
По умолчанию: '1'

Константа запаздывания эквалайзера, заданная как двойной скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Тип элемента управления в Proportional, Acceleration, или Second order.

Программное использование

Параметр блока: TI
Текст: символьный вектор
Значения: двойной скаляр
По умолчанию: '5'

Константа запаздывания нервно-мышечной системы, заданная как двойной скаляр.

Программное использование

Параметр блока: TN1
Текст: символьный вектор
Значения: двойной скаляр
По умолчанию: 0.1

Неамперированная естественная частота нервно-мышечной системы, заданная как двойной скаляр, в рад/с.

Программное использование

Параметр блока: nat_freq
Текст: символьный вектор
Значения: двойной скаляр
По умолчанию: 20

Демпфирующая нервно-мышечная система, заданная как двойной скаляр.

Программное использование

Параметр блока: damp
Текст: символьный вектор
Значения: двойной скаляр
По умолчанию: 0.7

Управляемый элемент неограниченной собственной частоты, определяемой как двойной скаляр, в рад/с.

Зависимости

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

Программное использование

Параметр блока: omega_m
Текст: символьный вектор
Значения: двойной скаляр
По умолчанию: 15

Алгоритмы

При расчёте модели этот блок также учитывает нервно-мышечную динамику пилота. Этот блок реализует следующее уравнение:

Yp = Kpe starts (TLs + 1TIs + 1)) [1 (TN1s + 1) (s2ωN2 + 2ζNωNs + 1)],

где:

ПеременнаяОписание
К р Коэффициент усиления пилота.
τ Время задержки пилот-сигнала.
Т Л Постоянная времени для члена эквалайзера.
Т И Постоянная задержка по времени.
Т N1 Постоянная времени для нервно-мышечной системы.
λ N Неамперированная частота для нервно-мышечной системы.
startN Коэффициент демпфирования для нервно-мышечной системы.

Выборочное значение для собственной частоты и коэффициента демпфирования человека составляет 20 рад/с и 0,7 соответственно. Термин, содержащий член опережения-запаздывания, представляет собой форму эквалайзера. Эта форма изменяется в зависимости от характеристик контролируемой системы. Согласованное поведение модели может происходить в различных частотных диапазонах, отличных от перекрестной частоты.

Ссылки

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

[2] Макрюр, Д. Т., Грэм, Д., Крендел, Э. и Рейзенер, В., динамика пилотов человека в компенсаторных системах. Лаборатория динамики полётов ВВС. AFFDL-65-15. 1965.

Расширенные возможности

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

.
Представлен в R2012b