Смоделируйте систему аварийного прекращения работы запуска
В этом примере показано, как смоделировать систему аварийного прекращения работы запуска для орбитального аппарата, направляющегося в космос. Если отказ происходит во время запуска, орбитальный аппарат прерывает запуск. В зависимости от того, когда происходит отказ, орбитальный аппарат возвращается к стартовой площадке, возвращается к downrange посадочной площадке, пытается приземлиться после перемещений по кругу однажды вокруг Земли или переходит к нижней, устойчивой орбите. Окно Simulink 3D Animation™ отображает визуализацию этих шагов. Этот упрощенный пример не демонстрирует динамику топлива, усилителей и подсистем бака.
Контролируйте высоту орбитального аппарата
В этом примере график Stateflow® контролирует рейс орбитального аппарата и планирует соответствующие действия аварийного прекращения работы запуска, когда орбитальный аппарат сталкивается с аномалией.
График состоит из двух параллельных состояний: ModeLogic и Abort. ModeLogic состояние содержит четыре подсостояния, которые описывают возможные сценарии аварийного прекращения работы запуска на основе высоты орбитального аппарата:
Возвратитесь к стартовой площадке (
RTLS) — Если высота меньше 10 000 метров, орбитальный аппарат выводит топливо, выпускает твердые ракетные ускорители и подвесной топливный бак, и возвращается к стартовой площадке.Приземление Downrange (
DRL) — Если высота между 10,000 и 100 000 метров, орбитальный аппарат выпускает твердые ракетные ускорители и подвесной топливный бак и возвращается к downrange посадочной площадке.Прервитесь однажды вокруг (
AOA) — Если высота между 100,000 и 400 000 метров, орбитальный аппарат выпускает подвесной топливный бак, окружает Землю однажды и переходит к возвращению.Прервитесь, чтобы двигаться по кругу (
ATO) — Если высота больше 400 000 метров, орбитальный аппарат отказывается от намеченной орбиты и переходит к нижней, устойчивой орбите.
Запланируйте действия аварийного прекращения работы запуска
Abort государственный контроль поведение орбитального аппарата, когда аномалия обнаруживается. Если аномалия происходит, системные переходы от Normal подутвердите к AbortLogic субдиаграмма прежде, чем перейти к AbortComplete подсостояние.
Переход в AbortLogic субдиаграмма соединяется с портом записи. Точно так же переход из субдиаграммы начинается в выходном порте. Каждый порт имеет соответствующее соединение, которое отмечает точку входа или точку выхода в субдиаграмме. Соединения изолируют внутреннюю логику субдиаграммы, которая, в зависимости от сценария аварийного прекращения работы запуска, планирует три возможных действия:
Выведите топливо.
Выпустите проданные ракетные ускорители.
Выпустите подвесной топливный бак.
Если орбитальный аппарат находится в сценарии ATO, ни одно из этих действий не требуется.
Для получения дополнительной информации о портах входа и выхода, смотрите, Создают Связи Входа и выхода Через Государственные границы.
Симулируйте модель
Запускать симуляцию модели:
Дважды кликните
Inputsблок. В диалоговом окне Signal Editor выберите сценарий аварийного прекращения работы запуска из Активного списка Сценариев. Сценарием по умолчанию являетсяRTLS_Abort.Нажмите Run. Окно Simulink 3D Animation отображает визуализацию запуска.
Чтобы просмотреть орбитальный аппарат с разных точек зрения, в окне Simulink 3D Animation, используют выпадающее меню Viewpoint. Например, вы видите целый рейс орбитального аппарата путем выбора
Chase Plane.
Ссылка
Нельсон, Дуглас, Джон Брэдфорд и Джон Олдс. "Метрики Abortability: Определение количества Неповрежденной Доступности Режима Аварийного прекращения работы для Допускающих повторное использование Ракет-носителей". На Пробеле 2006. Сан-Хосе, Калифорния: американский Институт Аэронавтики и Астронавтики, 2006. https://doi.org/10.2514/6.2006-7293.