Crossover Pilot Model

Представляйте перекрестную экспериментальную модель

Библиотека:
Aerospace Blockset / Экспериментальные модели

Описание

Блок Crossover Pilot Model представляет экспериментальную модель, описанную в Математических моделях Человеческого Экспериментального Поведения [1]). Эта экспериментальная модель является одним входом, одна выходная модель (SISO), которая представляет некоторые аспекты поведения человека при управлении самолетом.

Перекрестная Экспериментальная модель учитывает объединенную динамику пилота - человека и самолета, с помощью формы, описанной в Алгоритмах вокруг частоты среза.

Этот блок имеет нелинейное поведение. Если вы хотите линеаризовать блок (например, с одним из linmod функции), вы можете должны быть изменить порядок аппроксимации Паде. Реализация блока Crossover Pilot Model включает блок Transport Delay с набором параметров Pade order (for linearization) к 2 по умолчанию. Чтобы изменить это значение, используйте set_param функция, например:

set_param(gcb,'pade','3')

При моделировании человеческих экспериментальных моделей используйте этот блок для большей точности, чем обеспеченный блоком Tustin Pilot Model. Этот блок также менее точен, чем блок Precision Pilot Model.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`x com` — Команда сигнала
скаляр

Команда сигнала, которой экспериментальная модель управляет в виде скаляра.

Типы данных: double

`x` — Сигнал
скаляр

Сигнализируйте, что экспериментальная модель управляет в виде скаляра.

Типы данных: double

Вывод

развернуть все

`u` — Команда самолета
скаляр

Команда самолета, возвращенная как скаляр.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

`Type of control` — Управление динамикой
`Proportional` (значение по умолчанию) | `Rate or velocity` | `Spiral divergence` | `Second order - Short period` | `Acceleration()` | `Roll attitude()` | `Unstable short period()` | `Second order - Phugoid()`

Контроль динамикой, который вы хотите, чтобы пилот имел над самолетом. Эта таблица приводит опции и сопоставленную динамику.

Опция (передаточная функция управляемого элемента) Передаточная функция управляемого элемента (_{Y c} ) Передаточная функция пилота (_{Y p} ) _{Y c} _{Y p} Примечания

Опция (передаточная функция управляемого элемента)	Передаточная функция управляемого элемента (_{Y c} )	Передаточная функция пилота (_{Y p} )	_{Y c} _{Y p}	Примечания
`Proportion al`	$K_{c}$	$\frac{K_{p} e^{- τ s}}{s}$	$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$
`Rate or velocity`	$\frac{K_{c}}{s}$	$K_{p} e^{- τ s}$	$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$
`Spiral divergence`	$\frac{K_{c}}{T_{I} s - 1}$	$K_{p} e^{- τ s}$	$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{(T_{I} s - 1)}$
`Second order - Short period`	$\frac{K_{c} ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$	$\frac{K_{p} e^{- τ s}}{T_{I} s + 1}$	$\begin{array}{l} \frac{K_{c} ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}} \times \\ \frac{K_{p} e^{- τ s}}{T_{I} s + 1} \end{array}$	Короткий период, с $ω_{n} > 1 / τ$
`Acceleration (*)`	$\frac{K_{c}}{s^{2}}$	$K_{p} s e^{- τ s}$	$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$
`Roll attitude (*)`	$\frac{K_{c}}{s (T_{I} s + 1)}$	$K_{p} (T_{L} s + 1) e^{- τ s}$	$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$	С T _L ≈ T _I
`Unstable short period(*)`	$\frac{K_{c}}{(T_{I 1} s + 1) (T_{I 2} s - 1)}$	$K_{p} (T_{L} s + 1) e^{- τ s}$	$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{(T_{I 2} s - 1)}$	С _{T L ≈ T I1}
`Second order - Phugoid(*)`	$\frac{K_{c} ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$	$K_{p} (T_{L} s + 1) e^{- τ s}$	$\frac{K_{c} K_{p} ω_{n}^{2} e^{- τ s}}{s}$	Фугоида, с $\begin{array}{l} ω_{n} ≪ 1 / τ, \\ 1 / T_{L} \approx ζ ω_{n} \end{array}$

Proportion al

$K_{c}$

$\frac{K_{p} e^{- τ s}}{s}$

$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$

Rate or velocity

$\frac{K_{c}}{s}$

$K_{p} e^{- τ s}$

$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$

Spiral divergence

$\frac{K_{c}}{T_{I} s - 1}$

$K_{p} e^{- τ s}$

$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{(T_{I} s - 1)}$

Second order - Short period

$\frac{K_{c} ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$

$\frac{K_{p} e^{- τ s}}{T_{I} s + 1}$

$\begin{array}{l} \frac{K_{c} ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}} \times \\ \frac{K_{p} e^{- τ s}}{T_{I} s + 1} \end{array}$

Короткий
период,
с

ω_{n} > 1 / τ

Acceleration (*)

$\frac{K_{c}}{s^{2}}$

$K_{p} s e^{- τ s}$

$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$

Roll attitude (*)

$\frac{K_{c}}{s (T_{I} s + 1)}$

$K_{p} (T_{L} s + 1) e^{- τ s}$

$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{s}$

С
T _L ≈ T _I

Unstable short period(*)

$\frac{K_{c}}{(T_{I 1} s + 1) (T_{I 2} s - 1)}$

$K_{p} (T_{L} s + 1) e^{- τ s}$

$\frac{K_{c} K_{p} e^{- τ s}}{(T_{I 2} s - 1)}$

С
_{T L ≈ T I1}

Second order - Phugoid(*)

$\frac{K_{c} ω_{n}^{2}}{s^{2} + 2 ζ ω_{n} s + ω_{n}^{2}}$

$K_{p} (T_{L} s + 1) e^{- τ s}$

$\frac{K_{c} K_{p} ω_{n}^{2} e^{- τ s}}{s}$

Фугоида,
с

\begin{array}{l} ω_{n} ≪ 1 / τ, \\ 1 / T_{L} \approx ζ ω_{n} \end{array}

* Указывает, что экспериментальная модель включает блок Derivative, который производит числовую производную. Поэтому не отправляйте прерывистый (такие как шаг) или шумный вход с блоком Crossover Pilot Model. Такие входные параметры могут вызвать крупносерийные производства, которые могут представить нестабильную систему.

Эта таблица задает переменные, используемые в списке опций управления.

Переменная	Описание
K _c	Усиление самолета.
K _p	Экспериментальное усиление.
τ	Экспериментальная задержка.
_Ti	Постоянная задержка.
_Tl	Ведущая константа.
ζ	Коэффициент затухания для самолета.
ω _n	Собственная частота самолета.

Зависимости

Параметры Crossover Pilot Model включены и отключены согласно опциям Type of control. Calculated value, Controlled element gain, Pilot gain, Crossover frequency (rad/s) и параметры Pilot time delay(s) всегда включаются.

Программируемое использование

Параметры блоков: sw_popup

Ввод: символьный вектор

Значение по умолчанию: 'Proportion'

`Calculated value` — Частота среза или экспериментальное усиление
`Crossover frequency` (значение по умолчанию) | `Pilot gain`

Частота среза или пилот получают значение, которое вы хотите, чтобы блок вычислил:

Crossover frequency — Блок вычисляет значение частоты среза. Значение параметров отключено.
Pilot gain — Блок вычисляет экспериментальное значение усиления. Значение параметров отключено.

Программируемое использование

Параметры блоков: freq_gain_popup

Ввод: символьный вектор

Значения: 'Crossover frequency' | 'Pilot gain'

Значение по умолчанию: 'Crossover frequency'

`Controlled element gain` — Усиление управляемого элемента
1 (значение по умолчанию) | скаляр

Усиление управляемого элемента в виде двойного скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: Kc

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '1'

`Pilot gain` — Экспериментальное усиление
3 (значение по умолчанию) | скаляр

Экспериментальное усиление в виде двойного скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Calculated value на Pilot gain.

Программируемое использование

Параметры блоков: Kp

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '3'

`Crossover frequency (rad/s)` — Частота среза
3 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений 1 и 10

Значение частоты среза в виде двойного скаляра, в rad/s. Значение должно быть в области значений между 1 и 10.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Calculated value на Crossover frequency.

Программируемое использование

Параметры блоков: omega_c

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '3'

`Pilot time delay(s)` — Экспериментальная задержка
0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

Общая экспериментальная задержка в виде двойного скаляра, в секундах. Это значение обычно лежит в диапазоне от 0,1 с до 0,2 с.

Программируемое использование

Параметры блоков: time_delay

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '0.1'

`Pilot lead constant` — Экспериментальная ведущая константа
1 (значение по умолчанию) | скаляр

Экспериментальная ведущая константа в виде двойного скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Type of control на одну из следующих опций:

Roll attitude (*)
Unstable short period (*)
Second order - Phygoid(*)

Программируемое использование

Параметры блоков: T

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '1'

`Pilot lag constant` — Экспериментальная постоянная задержка
5 (значение по умолчанию) | скаляр

Экспериментальная задержка, постоянная в виде двойного скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Type of control на Second order - Short period.

Программируемое использование

Параметры блоков: Ti

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '5'

Алгоритмы

Перекрестная Модель учитывает объединенную динамику пилота - человека и самолета, с помощью следующей формы вокруг частоты среза:

$Y_{p} Y_{c} = \frac{ω_{c} e^{- τ s}}{s},$

Где:

Переменная	Описание
_{Y p}	Экспериментальная передаточная функция.
_{Y c}	Передаточная функция самолета.
_{ω c}	Частота среза.
τ	Транспортное время задержки вызывается экспериментальной нейромускульной системой.

Если динамика самолета (_Yc) изменение, _Yp изменяется соответственно.

Примечание

Этот блок допустим только вокруг частоты среза. Это не допустимо для дискретных входных параметров, таких как шаг.

Ссылки

[1] Макруер, D. T. Krendel, E., математические модели человеческого экспериментального поведения. Консультативная группа на космическом научно-исследовательском AGARDograph 188, январь 1974.

Расширенные возможности

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

Представленный в R2012b

Документация

Crossover Pilot Model

Описание

Порты

Входной параметр

`x com` — Команда сигнала
скаляр

`x` — Сигнал
скаляр

Вывод

`u` — Команда самолета
скаляр

Параметры

`Type of control` — Управление динамикой
`Proportional` (значение по умолчанию) | `Rate or velocity` | `Spiral divergence` | `Second order - Short period` | `Acceleration()` | `Roll attitude()` | `Unstable short period()` | `Second order - Phugoid()`

Зависимости

Программируемое использование

`Calculated value` — Частота среза или экспериментальное усиление
`Crossover frequency` (значение по умолчанию) | `Pilot gain`

Программируемое использование

`Controlled element gain` — Усиление управляемого элемента
1 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

`Pilot gain` — Экспериментальное усиление
3 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

`Crossover frequency (rad/s)` — Частота среза
3 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений 1 и 10

Зависимости

Программируемое использование

`Pilot time delay(s)` — Экспериментальная задержка
0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

`Pilot lead constant` — Экспериментальная ведущая константа
1 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

`Pilot lag constant` — Экспериментальная постоянная задержка
5 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Aerospace Blockset

Поддержка

Документация

Crossover Pilot Model

Описание

Порты

Входной параметр

x com — Команда сигнала скаляр

x — Сигнал скаляр

Вывод

u — Команда самолета скаляр

Параметры

Type of control — Управление динамикой Proportional (значение по умолчанию) | Rate or velocity | Spiral divergence | Second order - Short period | Acceleration(*) | Roll attitude(*) | Unstable short period(*) | Second order - Phugoid(*)

Зависимости

Программируемое использование

Calculated value — Частота среза или экспериментальное усиление Crossover frequency (значение по умолчанию) | Pilot gain

Программируемое использование

Controlled element gain — Усиление управляемого элемента1 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Pilot gain — Экспериментальное усиление3 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Crossover frequency (rad/s) — Частота среза3 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений 1 и 10

Зависимости

Программируемое использование

Pilot time delay(s) — Экспериментальная задержка0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Pilot lead constant — Экспериментальная ведущая константа1 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Pilot lag constant — Экспериментальная постоянная задержка5 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программируемое использование

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Aerospace Blockset

Поддержка

`x com` — Команда сигнала
скаляр

`x` — Сигнал
скаляр

`u` — Команда самолета
скаляр

`Type of control` — Управление динамикой
`Proportional` (значение по умолчанию) | `Rate or velocity` | `Spiral divergence` | `Second order - Short period` | `Acceleration()` | `Roll attitude()` | `Unstable short period()` | `Second order - Phugoid()`

`Calculated value` — Частота среза или экспериментальное усиление
`Crossover frequency` (значение по умолчанию) | `Pilot gain`

`Controlled element gain` — Усиление управляемого элемента
1 (значение по умолчанию) | скаляр

`Pilot gain` — Экспериментальное усиление
3 (значение по умолчанию) | скаляр

`Crossover frequency (rad/s)` — Частота среза
3 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений 1 и 10

`Pilot time delay(s)` — Экспериментальная задержка
0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

`Pilot lead constant` — Экспериментальная ведущая константа
1 (значение по умолчанию) | скаляр

`Pilot lag constant` — Экспериментальная постоянная задержка
5 (значение по умолчанию) | скаляр

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