В этом примере показано, как использовать Simscape™ Electrical™, чтобы смоделировать вертолет с коаксиальными роторами, подходящими, чтобы полететь на Марсе. Этот вертолет берет вдохновение из Ingenuity, автоматизированный вертолет, разработанный НАСА, которое выполнило первый приводимый в действие рейс на другой планете.
Чтобы управлять вертолетной высотой в интерактивном режиме, используйте блоки в подсистеме Инструментальной панели Команды.
Модель вертолета включает Солнечную батарею, Блок батарей, Нагреватель, Motor & Drive, две коробки передач и два вращающих мятежника коаксиальных ротора, а также 1D механическая модель силы тяжести, перетаскивает, масса и наземные силы контакта.
Блок батарей содержит шесть ячеек Lithium-Ion, соединенных последовательно. Только центральная ячейка оснащена. Нагреватель присоединен к центральной ячейке. Ячейки передают тепло друг другу и изоляционному полю, которое рассеивает тепло к марсианской среде.
Чтобы правильно измерить блок батарей, необходимо рассмотреть номинальное напряжение электропривода и необходимую номинальную степень, номинальную длительность рейса, вес полезной нагрузки и энергию батареи взвесить отношение. Кроме того, размер солнечной батареи и среднее облучение солнца, вместе с теплом, требуемым выдержать минимальную температуру в течение холодных марсианских ночей, определяют минимальную и максимальную энергию, которую можно сохранить во время каждого ежедневного цикла.
Чтобы управлять вертолетом в интерактивном режиме во время симуляции, используйте Ползунки, Переключатели и блоки Кнопки в подсистеме Инструментальной панели Команды.
Когда модель решает уравнения намного быстрее, чем реальное время, система позволяет симуляции, следующей замедлить анимации только к в 30 раз быстрее, чем реальное время.
Вертолет должен пережить холодные марсианские ночи, которые могут достигнуть температур всего-125 degC. Электроника и батареи не могут действовать при таких температурах, таким образом, нагреватель сохраняет температуры в допустимом диапазоне.
Роторы используют большое количество степени во время рейса, и батареи могут только обеспечить такую степень выше определенных температур. Нагреватель должен использоваться, чтобы достигнуть таких температур перед взлетанием.
Если вертолет готов взлететь, Подсистеме контроллера Рейса позволяют управлять высотой. Это включает три PIDs, которые контролируют скорость ротора, скороподъемность и высоту, соответственно. Выход является ссылочным крутящим моментом для блока Motor & Drive.
Общее количество батарей непосредственно влияет на максимальную возможную длительность рейса. Можно добавить дополнительные батареи, чтобы обеспечить больше аккумулирования энергии, но это также увеличивает вес транспортного средства.
