Simple Variable Mass 3DOF (Wind Axes)

Реализуйте уравнения трех степеней свободы движения простой переменной массы относительно ветряных осей

Библиотека:
Аэрокосмический Уравнения Движения/ 3DOF

Описание

Блок Simple Variable Mass 3DOF (Wind Axes) реализует уравнения трех степеней свободы движения простой переменной массы относительно ветряных осей. Блок рассматривает вращение в вертикальной плоскости ветряной фиксированной координатной системы координат вокруг плоской системы отсчета Земли. Для получения дополнительной информации о повороте и уравнениях движения, см. Алгоритмы.

Порты

Вход

расширить все

`_Fx` - Приложенная сила вдоль оси x
скаляр

Приложенная сила вдоль оси x тела, заданная как скаляр, в модулях, выбранных в Units.

Типы данных: double

`_Fz` - Приложенная сила вдоль оси z
скаляр

Приложенная сила вдоль оси z тела, заданная как скаляр.

Типы данных: double

`M` - Приложенный момент тангажа
скаляр

Приложенный момент тангажа, заданный как скаляр.

Типы данных: double

`dm/dt` - Скорости изменения массы
скаляр

Одна или несколько скоростей изменения массы (положительная, если аккретируется, отрицательная, если удалена), заданные как скаляр.

Типы данных: double

`g` - Сила тяжести
скаляр

Сила тяжести, заданная как скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Gravity source равным External.

Типы данных: double

`_Vre` - Относительные скорости
двухэлементный вектор

Сумма одной или нескольких относительных скоростей, при которых масса аккрецируется к телу или удаляется из него в фиксированных по телу осях, заданная как двухэлементный вектор.

Зависимости

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

Типы данных: double

Выход

расширить все

`γ` - Угол угла тангажа
скаляр

Угол угла тангажа, в пределах ± pi, возвращается в виде скаляра, в радианах.

Типы данных: double

`_{ωy (rad/s)}` - Угловая скорость тангажа
скаляр

Угловая скорость тангажа, заданная в виде скаляра, в радианах в секунду.

Типы данных: double

`_dωy/dt` - Угловое ускорение тангажа
скаляр

Угловое ускорение тангажа, возвращаемое в виде скаляра, в радианах в секунду за секунду.

Типы данных: double

`_XeZe` - Расположение кузова
двухэлементный вектор

Расположение тела в плоской земной системе координат, (Xe, Ze), возвращаемое как двухэлементный вектор.

Типы данных: double

`_Vw` - Скорость в ветряной системе координат
двухэлементный вектор

Скорость тела, разрешенная в ветряно-фиксированную координатную систему координат, (V, 0), возвращается как двухэлементный вектор.

Типы данных: double

`_AxbAzb` - Ускорение тела
двухэлементный вектор

Ускорение тела относительно неподвижной в теле координатной системы координат (Ax, Az), возвращаемое как двухэлементный вектор.

Типы данных: double

`α` - Угол атаки
скаляр

Угол атаки, возвращаемый в виде скаляра, в радианах.

Типы данных: double

`Fuel` - Состояние топливного бака
скаляр

Состояние топливного бака, возвращаемое как:

1 - Бак заполнен.
0 - Бак не заполнен и не пуста.
-1 - Бак пуст.

Зависимости

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

Типы данных: double

`_AxeAze` - Ускорение тела
двухэлементный вектор

Ускорения тела относительно инерционной (плоской Земли) координатной системы координат, возвращенные как двухэлементный вектор. Обычно вы соединяете этот сигнал с акселерометром.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите флажок Include inertial acceleration.

Типы данных: double

Параметры

расширить все

Главный

`Units` - Входные и выходные модули
`Metric (MKS)` (по умолчанию) | `English (Velocity in ft/s)` | `English (Velocity in kts)`

Входной и выходной модули, заданные как 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 за секунду	Метры в секунду	Метры	Килограмм	Килограмм-метр в квадрате
`English (Velocity in ft/s)`	Фунт	Фут-фунт	Футы в секунду за секунду	Футы в секунду	Ноги	Слизняк	Slug foot quared
`English (Velocity in kts)`	Фунт	Фут-фунт	Футы в секунду за секунду	Узлы	Ноги	Слизняк	Slug foot quared

Программное использование

Параметры блоков: units

Тип: Вектор символов

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

По умолчанию: Metric (MKS)

`Mass type` - Тип массы
`Simple Variable` (по умолчанию) | `Fixed` | `Custom Variable`

Тип массы, заданный согласно следующей таблице.

Тип массы	Описание	По умолчанию для
`Fixed`	Масса постоянна на протяжении всей симуляции.	3DOF (Body Axes) 3DOF (Wind Axes)
`Simple Variable`	Масса и инерция изменяются линейно как функция от массовой скорости.	Simple Variable Mass 3DOF (Body Axes) Simple Variable Mass 3DOF (Wind Axes)
`Custom Variable`	Изменения массы и инерции настраиваются.	Custom Variable Mass 3DOF (Body Axes) Custom Variable Mass 3DOF (Wind Axes)

The Simple Variable выбор соответствует уравнениям движения, описанным в Алгоритмах.

Программное использование

Параметры блоков: mtype

Тип: Вектор символов

Значения: Fixed | Simple Variable | Custom Variable

По умолчанию: 'Simple Variable'

`Initial airspeed` - Начальная скорость
`100` (по умолчанию) | скаляром

Начальная скорость тела, (V 0), задается как скаляр.

Программное использование

Параметры блоков: V_ini

Тип: Вектор символов

Значения: '100' | скаляр

По умолчанию: '100'

`Initial incidence` - Начальный угол
`0` (по умолчанию) | скаляром

Начальный угол между вектором скорости и телом, (α 0), задается как скаляр.

Программное использование

Параметры блоков: alpha_ini

Тип: Вектор символов

Значения: '0' | скаляр

По умолчанию: '0'

`Initial flight path angle` - Начальный угол угла тангажа
`0` (по умолчанию) | скаляром

Начальный угол угла тангажа тела, (γ 0), заданный как скаляр.

Программное использование

Параметры блоков: gamma_ini

Тип: Вектор символов

Значения: '0' | скаляр

По умолчанию: '0'

`Initial body rotation rate` - Начальная скорость вращения тангажа
`0` (по умолчанию) | скаляром

Начальная скорость вращения тангажа (q 0), заданная как скаляр.

Программное использование

Параметры блоков: q_ini

Тип: Вектор символов

Значения: '0' | скаляр

По умолчанию: '0'

`Initial position (x,z)` - Начальное расположение
`[0 0]` (по умолчанию) | двухэлементный вектор

Начальное расположение тела в плоской земной системе координат, заданное как двухэлементный вектор.

Программное использование

Параметры блоков: pos_ini

Тип: Вектор символов

Значения: '[0 0]' | двухэлементный вектор

По умолчанию: '[0 0]'

`Initial mass` - Начальная масса
`1.0` (по умолчанию) | скаляром

Начальная масса твёрдого тела, заданная как скаляр.

Программное использование

Параметры блоков: mass

Тип: Вектор символов

Значения: '1.0' | скаляр

По умолчанию: '1.0'

`Empty mass` - Пустая масса
`0.5` (по умолчанию) | скаляром

Пустая масса тела, заданная как двойной скаляр.

Программное использование

Параметры блоков: mass_e

Тип: Вектор символов

Значения: '0.5' | скаляр

По умолчанию: '0.5'

`Full mass` - Полная масса тела
`3.0` (по умолчанию) | скаляром

Полная масса тела, заданная как скаляр.

Программное использование

Параметры блоков: mass_f

Тип: Вектор символов

Значения: '3.0' | скаляр

По умолчанию: '3.0'

`Empty inertia body axes` - Пустая инерция тела
`0.5` (по умолчанию) | скаляром

Пустая инерция тела, заданная как двойной скаляр.

Зависимости

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

Программное использование

Параметры блоков: Iyy_e

Тип: Вектор символов

Значения: '1.0' | скаляр

По умолчанию: '1.0'

`Full inertia body axes` - Полная инерция осей тела
`3.0` (по умолчанию) | скаляром

Полная инерция тела, заданная как скаляр.

Зависимости

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

Программное использование

Параметры блоков: Iyy_f

Тип: Вектор символов

Значения: '3.0' | скаляр

По умолчанию: '3.0'

`Gravity Source` - Источник гравитации
`Internal` (по умолчанию) | `External`

Источник силы тяжести, заданный как:

`External`	Вход переменной силы тяжести в блок
`Internal`	Постоянная сила тяжести, заданная в маске

Программное использование

Параметры блоков: g_in

Тип: Вектор символов

Значения: 'Internal' | 'External'

По умолчанию: 'Internal'

`Acceleration due to gravity` - Источник гравитации
`9.81` (по умолчанию) | скаляром

Ускорение от силы тяжести, заданное как двойной скаляр и используемое, если выбран внутренний источник силы тяжести. Если гравитацией следует пренебрегать в симуляции, это значение может быть установлено на 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Gravity Source равным Internal.

Программное использование

Параметры блоков: g

Тип: Вектор символов

Значения: '9.81' | скаляр

По умолчанию: '9.81'

`Include mass flow relative velocity` - Порт относительной скорости массового расхода
`off` (по умолчанию) | `on`

Установите этот флажок, чтобы добавить порт относительной скорости массового потока. Это относительная скорость, при которой масса аккретируется или удаляется.

Программное использование

Параметры блоков: vre_flag

Тип: Вектор символов

Значения: off | on

По умолчанию: 'off'

`Include inertial acceleration` - Включите порт инерционного ускорения
`off` (по умолчанию) | `on`

Установите этот флажок, чтобы добавить инерционное ускорение в плоскую систему координат Земли выхода порт. Обычно вы соединяете этот сигнал с акселерометром.

Зависимости

Чтобы включить _AxeAze порт, выберите этот параметр.

Программное использование

Параметры блоков: abi_flag

Тип: Вектор символов

Значения: 'off' | 'on'

По умолчанию: 'off'

Атрибуты состояния

Присвойте уникальное имя каждому состоянию. Можно использовать имена состояний вместо блока путей во время линеаризации.

Чтобы назначить имя одному состоянию, введите уникальное имя между кавычками, например 'velocity'.
Чтобы назначить имена нескольким состояниям, введите разделенный списками , разделенными запятыми, окруженный скобками, например {'a', 'b', 'c'}. Каждое имя должно быть уникальным.
Если параметр пуст (' '), имя не присвоено.
Имена состояний применяются только к выбранному блоку с параметром name.
Количество состояний должно разделяться равномерно между количеством имен состояний.
Можно задать меньше имен, чем состояний, но нельзя задать больше имен, чем состояний.
Для примера можно задать два имени в системе с четырьмя состояниями. Первое имя относится к первым двум состояниям, а второе - к последним двум состояниям.
Назначение имен состояний с переменной в MATLAB^® рабочая область, введите переменную без кавычек. Переменная может быть вектором символов, массивом ячеек или структурой.

`Velocity: e.g., 'V'` - имя состояния скорости
`''` (по умолчанию) | вектор символов

Имя состояния скорости, заданное как вектор символов.

Программное использование

Параметры блоков: V_statename

Тип: Вектор символов

Значения: '' | скаляр

По умолчанию: ''

`Incidence angle e.g., 'alpha'` - имя состояния угла падения
`''` (по умолчанию) | скаляром

Имя состояния угла падения, заданное как скаляр.

Программное использование

Параметры блоков: alpha_statename

Тип: Вектор символов

Значения: '' | скаляр

По умолчанию: ''

`Flight path angle: e.g., 'gamma'` - имя состояния угла угла тангажа
`''` (по умолчанию) | вектор символов

Имя состояния угла угла тангажа, заданное как вектор символов.

Программное использование

Параметры блоков: gamma_statename

Тип: Вектор символов

Значения: '' | скаляр

По умолчанию: ''

`Body rotation rate: e.g., 'q'` - Имя состояния вращения тела
`''` (по умолчанию) | скаляром

Имена состояний скорости вращения тела, заданные как вектор символов.

Программное использование

Параметры блоков: q_statename

Тип: Вектор символов

Значения: '' | скаляр

По умолчанию: ''

`Position: e.g., {'Xe', 'Ze'}` - имя состояния положения
`''` (по умолчанию) | разделенный списками , разделенными запятыми, окруженный скобками

Позиционные имена состояний, заданные как разделенный списками , разделенными запятыми, окруженный скобками.

Программное использование

Параметры блоков: pos_statename

Тип: Вектор символов

Значения: '' | разделенный запятыми список, окруженный скобками

По умолчанию: ''

`Mass: e.g., 'mass'` - Имя массового состояния
`''` (по умолчанию) | вектор символов

Имя массового состояния, заданное как вектор символов.

Программное использование

Параметры блоков: mass_statename

Тип: Вектор символов

Значения: '' | скаляр

По умолчанию: ''

Алгоритмы

Блок рассматривает вращение в вертикальной плоскости ветряной фиксированной координатной системы координат вокруг плоской системы отсчета Земли.

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 действуют в центре тяжести тела. Vre w - относительная скорость в ветряных осях, при которой массовый расход ( $\dot{m}$ ) выбрасывается или добавляется к ветряным осям.

Ссылки

[1] Стивенс, Брайан и Фрэнк Льюис. Управление и симуляция самолета. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 1992.

Расширенные возможности

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

См. также

3DOF (Body Axes) | 3DOF (Wind Axes) | Custom Variable Mass 3DOF (Body Axes) | Custom Variable Mass 3DOF (Wind Axes) | Simple Variable Mass 3DOF (Body Axes)

Введенный в R2006a

Документация

Simple Variable Mass 3DOF (Wind Axes)

Описание

Порты

Вход

Fx - Приложенная сила вдоль оси x скаляр

Fz - Приложенная сила вдоль оси z скаляр

M - Приложенный момент тангажа скаляр

dm/dt - Скорости изменения массы скаляр

g - Сила тяжести скаляр

Зависимости

Vre - Относительные скорости двухэлементный вектор

Зависимости

Выход

γ - Угол угла тангажа скаляр

ωy (rad/s) - Угловая скорость тангажа скаляр

dωy/dt - Угловое ускорение тангажа скаляр

XeZe - Расположение кузова двухэлементный вектор

Vw - Скорость в ветряной системе координат двухэлементный вектор

AxbAzb - Ускорение тела двухэлементный вектор

α - Угол атаки скаляр

Fuel - Состояние топливного бака скаляр

Зависимости

AxeAze - Ускорение тела двухэлементный вектор

Зависимости

Параметры

Главный

Units - Входные и выходные модули Metric (MKS) (по умолчанию) | English (Velocity in ft/s) | English (Velocity in kts)

Программное использование

Mass type - Тип массы Simple Variable (по умолчанию) | Fixed | Custom Variable

Программное использование

Initial airspeed - Начальная скорость 100 (по умолчанию) | скаляром

Программное использование

Initial incidence - Начальный угол 0 (по умолчанию) | скаляром

Программное использование

Initial flight path angle - Начальный угол угла тангажа 0 (по умолчанию) | скаляром

Программное использование

Initial body rotation rate - Начальная скорость вращения тангажа 0 (по умолчанию) | скаляром

Программное использование

Initial position (x,z) - Начальное расположение [0 0] (по умолчанию) | двухэлементный вектор

Программное использование

Initial mass - Начальная масса 1.0 (по умолчанию) | скаляром

Программное использование

Empty mass - Пустая масса 0.5 (по умолчанию) | скаляром

Программное использование

Full mass - Полная масса тела 3.0 (по умолчанию) | скаляром

Программное использование

Empty inertia body axes - Пустая инерция тела 0.5 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Программное использование

Full inertia body axes - Полная инерция осей тела 3.0 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Программное использование

Gravity Source - Источник гравитации Internal (по умолчанию) | External

Программное использование

Acceleration due to gravity - Источник гравитации 9.81 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Программное использование

Include mass flow relative velocity - Порт относительной скорости массового расхода off (по умолчанию) | on

Программное использование

Include inertial acceleration - Включите порт инерционного ускорения off (по умолчанию) | on

Зависимости

Программное использование

Атрибуты состояния

Velocity: e.g., 'V' - имя состояния скорости '' (по умолчанию) | вектор символов

Программное использование

Incidence angle e.g., 'alpha' - имя состояния угла падения '' (по умолчанию) | скаляром

Программное использование

Flight path angle: e.g., 'gamma' - имя состояния угла угла тангажа '' (по умолчанию) | вектор символов

Программное использование

Body rotation rate: e.g., 'q' - Имя состояния вращения тела '' (по умолчанию) | скаляром

Программное использование

Position: e.g., {'Xe', 'Ze'} - имя состояния положения '' (по умолчанию) | разделенный списками , разделенными запятыми, окруженный скобками

Программное использование

Mass: e.g., 'mass' - Имя массового состояния '' (по умолчанию) | вектор символов

Программное использование

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

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

`_Fx` - Приложенная сила вдоль оси x
скаляр

`_Fz` - Приложенная сила вдоль оси z
скаляр

`M` - Приложенный момент тангажа
скаляр

`dm/dt` - Скорости изменения массы
скаляр

`g` - Сила тяжести
скаляр

`_Vre` - Относительные скорости
двухэлементный вектор

`γ` - Угол угла тангажа
скаляр

`_{ωy (rad/s)}` - Угловая скорость тангажа
скаляр

`_dωy/dt` - Угловое ускорение тангажа
скаляр

`_XeZe` - Расположение кузова
двухэлементный вектор

`_Vw` - Скорость в ветряной системе координат
двухэлементный вектор

`_AxbAzb` - Ускорение тела
двухэлементный вектор

`α` - Угол атаки
скаляр

`Fuel` - Состояние топливного бака
скаляр

`_AxeAze` - Ускорение тела
двухэлементный вектор

`Units` - Входные и выходные модули
`Metric (MKS)` (по умолчанию) | `English (Velocity in ft/s)` | `English (Velocity in kts)`

`Mass type` - Тип массы
`Simple Variable` (по умолчанию) | `Fixed` | `Custom Variable`

`Initial airspeed` - Начальная скорость
`100` (по умолчанию) | скаляром

`Initial incidence` - Начальный угол
`0` (по умолчанию) | скаляром

`Initial flight path angle` - Начальный угол угла тангажа
`0` (по умолчанию) | скаляром

`Initial body rotation rate` - Начальная скорость вращения тангажа
`0` (по умолчанию) | скаляром

`Initial position (x,z)` - Начальное расположение
`[0 0]` (по умолчанию) | двухэлементный вектор

`Initial mass` - Начальная масса
`1.0` (по умолчанию) | скаляром

`Empty mass` - Пустая масса
`0.5` (по умолчанию) | скаляром

`Full mass` - Полная масса тела
`3.0` (по умолчанию) | скаляром

`Empty inertia body axes` - Пустая инерция тела
`0.5` (по умолчанию) | скаляром

`Full inertia body axes` - Полная инерция осей тела
`3.0` (по умолчанию) | скаляром

`Gravity Source` - Источник гравитации
`Internal` (по умолчанию) | `External`

`Acceleration due to gravity` - Источник гравитации
`9.81` (по умолчанию) | скаляром

`Include mass flow relative velocity` - Порт относительной скорости массового расхода
`off` (по умолчанию) | `on`

`Include inertial acceleration` - Включите порт инерционного ускорения
`off` (по умолчанию) | `on`

`Velocity: e.g., 'V'` - имя состояния скорости
`''` (по умолчанию) | вектор символов

`Incidence angle e.g., 'alpha'` - имя состояния угла падения
`''` (по умолчанию) | скаляром

`Flight path angle: e.g., 'gamma'` - имя состояния угла угла тангажа
`''` (по умолчанию) | вектор символов

`Body rotation rate: e.g., 'q'` - Имя состояния вращения тела
`''` (по умолчанию) | скаляром

`Position: e.g., {'Xe', 'Ze'}` - имя состояния положения
`''` (по умолчанию) | разделенный списками , разделенными запятыми, окруженный скобками

`Mass: e.g., 'mass'` - Имя массового состояния
`''` (по умолчанию) | вектор символов

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