Simple Variable Mass 3DOF (Wind Axes)

Реализуйте три уравнения степеней свободы движения массы простой переменной относительно осей ветра

  • Библиотека:
  • Aerospace Blockset / уравнения Движения / 3DOF

  • Simple Variable Mass 3DOF (Wind Axes) block

Описание

Блок Simple Variable Mass 3DOF (Wind Axes) реализует три уравнения степеней свободы движения массы простой переменной относительно осей ветра. Блок 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.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Приложенная сила вдоль ветра x - ось в виде скаляра, в модулях выбрана в Units.

Типы данных: double

Приложенная сила вдоль ветра z - ось в виде скаляра.

Типы данных: double

Прикладной момент подачи в виде скаляра.

Типы данных: double

Скорость изменения массы (положительный, если аккумулируется, отрицательный, если удалено) в виде скаляра.

Типы данных: double

Сила тяжести в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Gravity source на External.

Типы данных: double

Относительная скорость, при которой масса аккумулируется к или удаляется от тела в зафиксированных телом осях в виде двухэлементного вектора.

Зависимости

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

Типы данных: double

Вывод

развернуть все

Угол угла тангажа, в ±pi, возвратился как скаляр в радианах.

Типы данных: double

Передайте угловой уровень, возвращенный как скаляр, в радианах в секунду.

Типы данных: double

Передайте угловое ускорение, возвращенное, когда скаляр, в радианах в секунду придал квадратную форму.

Типы данных: double

Местоположение тела в плоской Наземной системе координат, (Xe, Ze), возвращенном как двухэлементный вектор.

Типы данных: double

Скорость тела разрешена в зафиксированную ветром координатную систему координат, (V, 0), возвращенный как двухэлементный вектор.

Типы данных: double

Ускорение тела относительно зафиксированной телом координатной системы координат, (Ax, Az), возвращенного как двухэлементный вектор.

Типы данных: double

Угол нападения, возвращенного как скаляр, в радианах.

Типы данных: double

Состояние топливного бака, возвращенное как:

  • 1 — Бак полон.

  • 0 — Бак не полон и не пуст.

  • -1 — Бак пуст.

Зависимости

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

Типы данных: double

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

развернуть все

Основной

Модули ввода и вывода в виде Metric (MKS), English (Velocity in ft/s), или English (Velocity in kts).

МодулиСилыМоментУскорениеСкоростьПоложениеМассаИнерция
Metric (MKS) НьютонНьютон-метрМетры в секунду придали квадратную формуМетры в секундуМетрыКилограммКилограммометр придал квадратную форму
English (Velocity in ft/s) ФунтФуто-фунтФуты в секунду за секундуНоги в секундуФутыSlugОтложите нога придала квадратную форму
English (Velocity in kts) ФунтФуто-фунтФуты в секунду за секундуУзлыФутыSlugОтложите 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)

Тело или оси ветра в виде Wind или Body

Программируемое использование

Параметры блоков: axes
Ввод: символьный вектор
Значения: Wind | Body
Значение по умолчанию: Wind

Массовый тип, заданный согласно следующей таблице.

Массовый типОписаниеЗначение 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.

Simple Variable выбор соответствует уравнениям движения, описанного в Алгоритмах.

Программируемое использование

Параметры блоков: mtype
Ввод: символьный вектор
Значения: Fixed | Simple Variable | Custom Variable
Значение по умолчанию: 'Simple Variable'

Начальная скорость тела, (V 0) в виде скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: V_ini
Ввод: символьный вектор
Значения: '100' | скаляр
Значение по умолчанию: '100'

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'

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'

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'

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]'

Начальная масса твердого тела в виде скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: mass
Ввод: символьный вектор
Значения: '1.0' | скаляр
Значение по умолчанию: '1.0'

Масса тела, когда топливный бак пуст в виде скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: mass_e
Ввод: символьный вектор
Значения: '0.5' | скаляр
Значение по умолчанию: '0.5'

Масса тела, когда топливный бак полон в виде скаляра.

Программируемое использование

Параметры блоков: mass_f
Ввод: символьный вектор
Значения: '3.0' | скаляр
Значение по умолчанию: '3.0'

Инерция тела, когда топливный бак пуст в виде скаляра.

Зависимости

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

Программируемое использование

Параметры блоков: Iyy_e
Ввод: символьный вектор
Значения: '1.0' | скаляр
Значение по умолчанию: '1.0'

Инерция тела, когда топливный бак полон в виде скаляра.

Зависимости

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

Программируемое использование

Параметры блоков: Iyy_f
Ввод: символьный вектор
Значения: '3.0' | скаляр
Значение по умолчанию: '3.0'

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'

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'

Установите этот флажок, чтобы добавить массовый скоростной порт родственника потока. Это - относительная скорость, при которой масса аккумулируется или удаляется.

Программируемое использование

Параметры блоков: vre_flag
Ввод: символьный вектор
Значения: off | on
Значение по умолчанию: 'off'

Чтобы ограничить массовый поток, когда топливный бак полон и массовый поток положителен, или когда топливный бак пуст, и массовый поток отрицателен, установите этот флажок. В противном случае снимите этот флажок.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Mass type на Simple variable.

Программируемое использование

Параметры блоков: mdot_flag
Ввод: символьный вектор
Значения: 'on' | 'off'
Значение по умолчанию: 'off'

Типы данных: double

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.

Скоростное имя состояния в виде вектора символов или строки.

Программируемое использование

Параметры блоков: V_statename
Ввод: вектор символов | строка
Значения: '' | скаляр
Значение по умолчанию: ''

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: ''

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: ''

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: ''

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: ''

Массовое имя состояния в виде вектора символов или строки.

Программируемое использование

Параметры блоков: mass_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

Axb=AxeqVsinαAzb=Aze+qVcosαAxe=(Fxmgsinγ)cosα(Fzm+gcosγ)sinαAze=(Fxmgsinγ)sinα+(Fzm+gcosγ)cosαV˙=(Fx+m˙ure)mgsinγX˙e=VcosγZ˙e=Vsinγq˙=MyI˙yyqIyyγ˙=qα˙α˙=(Fz+m˙wre)mV+gVcosγ+qI˙yy=Iyy_fullIyy_emptymfullmemptym˙Iyy=Iyy_empty+(Iyy_fullIyy_empty)mmemptymfullmempty

где приложенные силы приняты, чтобы действовать в центре тяжести тела. Входные переменные являются силами осей ветра Fx и Fz, момент тела My, и m˙. ure, wre, и g являются дополнительными входными переменными. Массовый m ограничивается между mempty и mfull. Каждый раз, когда масса насыщается в пустом или полном, m˙ опционально ограничивается.

Вопросы совместимости

развернуть все

Поведение изменяется в R2021b

Ссылки

[1] Стивенс, Брайан и Франк Льюис. Управление самолетом и симуляция. Хобокен, NJ: John Wiley & Sons, 1992.

Расширенные возможности

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

Введен в R2006a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте