3DOF (Wind Axes)
Реализуйте три уравнения степеней свободы движения относительно осей ветра
- Библиотека:
Aerospace Blockset / уравнения Движения / 3DOF
Описание
Блок 3DOF (Wind Axes) реализует три уравнения степеней свободы движения относительно осей ветра. Это 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.
Ограничения
Блок принимает, что приложенные силы действуют в центре тяжести тела, и что масса и инерция являются постоянными.
Порты
Входной параметр
Fx — Приложенная сила вдоль ветра x - ось
скаляр
Приложенная сила вдоль ветра x - ось в виде скаляра, в модулях выбрана в Units.
Типы данных: double
Fz — Приложенная сила вдоль ветра z - ось
скаляр
Приложенная сила вдоль ветра z - ось в виде скаляра.
Типы данных: double
M — Прикладной момент подачи
скаляр
Прикладной момент подачи 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
Вывод
скаляр
Угол угла тангажа, в ±pi, возвратился как скаляр в радианах.
Типы данных: double
q — Передайте угловой уровень
скаляр
Передайте угловой уровень, возвращенный как скаляр, в радианах в секунду.
Типы данных: double
dq/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
скаляр
Угол нападения, возвращенного как скаляр, в радианах.
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
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) |
Axes — Тело или оси ветра
Wind (значение по умолчанию) | Body
Тело или оси ветра в виде Wind или Body
Программируемое использование
Параметры блоков:
axes |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
Wind | Body |
Значение по умолчанию:
Wind |
Mass type — Массовый тип
Fixed (значение по умолчанию) | Simple Variable | Custom Variable
Массовый тип, заданный согласно следующей таблице.
| Массовый тип | Описание | Значение по умолчанию для |
|---|---|---|
Fixed | Масса является постоянной в течение симуляции. | |
Simple Variable | Масса и инерция варьируются линейно в зависимости от массового уровня. | |
Custom Variable | Масса и изменения инерции настраиваемы. |
Fixed выбор соответствует ранее описанным уравнениям движения.
Программируемое использование
Параметры блоков:
mtype |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
Fixed | Simple Variable | Custom Variable |
Значение по умолчанию:
'Fixed' |
Initial airspeed — Начальная скорость
100
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 flight path angle — Начальный угол угла тангажа
0
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
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 incidence — Начальный угол
0
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 position (x,z) — Начальное местоположение
[0 0]
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
Начальная масса твердого тела в виде скаляра.
Программируемое использование
Параметры блоков: mass |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'1.0' | скаляр |
Значение по умолчанию:
'1.0' |
Inertia body axes — Инерция тела
1.0
Инерция тела в виде скаляра.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Mass type на Fixed.
Программируемое использование
Параметры блоков: Iyy |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'1.0' | скаляр |
Значение по умолчанию:
'1.0' |
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
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 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.
Количество имен должно совпадать с количеством состояний, как показано для каждого элемента, или быть пустым. Установите все или ни одно из состояний блока.
Чтобы присвоить имена к одно-переменным состояниям, введите уникальные имена между кавычками, например,
'q'или"q".Чтобы присвоить имена к 2D переменным состояниям, введите список, разделенный запятыми, окруженный фигурными скобками, например,
{'Xe','Ze'}.Если параметр состояния пуст (
' '), никакое имя не присвоено.Присваивать имена состояния с переменной в MATLAB® рабочая область, введите переменную без кавычек. Переменная может быть вектором символов, массивом ячеек из символьных векторов или строкой.
Velocity: e.g., 'V' — Скоростное имя состояния
'' (значение по умолчанию) | вектор символов
Скоростное имя состояния в виде вектора символов или строки.
Программируемое использование
Параметры блоков: V_statename |
| Ввод: вектор символов | строка |
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: '' |
Body rotation rate: e.g., 'q' — Вращение тела утверждает имя
'' (значение по умолчанию) | скаляр
Уровень вращения тела утверждает имена в виде вектора символов или строки.
Программируемое использование
Параметры блоков: q_statename |
| Ввод: вектор символов | строка |
Значения:
'' | скаляр |
Значение по умолчанию: '' |
Flight path angle: e.g., 'gamma' — Угол угла тангажа утверждает имя
'' (значение по умолчанию)
Угол угла тангажа утверждает имя в виде вектора символов или строки.
Программируемое использование
Параметры блоков: gamma_statename |
| Ввод: вектор символов | строка |
Значения:
'' | скаляр |
Значение по умолчанию: '' |
Incidence angle e.g., 'alpha' — Имя состояния угла установки
'' (значение по умолчанию) | скаляр
Имя состояния угла установки в виде вектора символов или строки.
Программируемое использование
Параметры блоков:
alpha_statename |
| Ввод: вектор символов | строка |
Значения:
'' | скаляр |
Значение по умолчанию:
'' |
Алгоритмы
Блок рассматривает вращение в вертикальной плоскости зафиксированной ветром координатной системы координат о плоской Наземной системе координат.
Уравнения движения
где приложенные силы приняты, чтобы действовать в центре тяжести тела. Входные переменные являются силами осей ветра Fx и Fz и момент тела My. g является дополнительной входной переменной.
Вопросы совместимости
3DOF (оси ветра) изменения блока
Поведение изменяется в R2021b
Уравнения 3DOF движения были обновлены. Существующие модели создали до R2021b, которые содержат уравнения 3DOF блоков движения, продолжают запускаться. Если вы заменяете pre-R2021b версию уравнения 3DOF блока движения с R2021b или более позднюю версию, ваша обновленная сила модели имеют более высокую тенденцию для алгебраических циклов. Для примера того, как удалить алгебраические циклы, использующие единичные задержки, смотрите, Удаляют Алгебраические Циклы. Для получения дополнительной информации об алгебраических циклах, смотрите, Идентифицируют Алгебраические Циклы в Вашей Модели.
Ссылки
[1] Стивенс, Брайан и Франк Льюис. Управление самолетом и симуляция. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1992.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.
Смотрите также
3DOF (Body Axes) | 4th Order Point Mass (Longitudinal) | Custom Variable Mass 3DOF (Body Axes) | Custom Variable Mass 3DOF (Wind Axes) | Simple Variable Mass 3DOF (Body Axes) | Simple Variable Mass 3DOF (Wind Axes)