Aerospace Blockset
Modellieren, Simulieren und Analysieren der Fahrzeugdynamik von Luftfahrzeugen
Das Aerospace Blockset™ bietet Simulink®-Referenzbeispiele und -blöcke für die Modellierung, Simulation und Analyse von detailgetreuen Luft- und Raumfahrzeug-Plattformen. Es umfasst die Fahrwerksdynamik, validierte Modelle der Flugumgebung und Blöcke für das Pilotenverhalten, die Aktuator-Dynamik und den Antrieb. Integrierte Berechnungsfunktionen für die Luft- und Raumfahrt sowie Koordinatensysteme und räumliche Transformationen ermöglichen die Darstellung der Bewegung und Ausrichtung von Luftfahrzeugen und Raumfahrzeugen. Um Simulationsergebnisse zu untersuchen, können Sie zudem 2D- und 3D-Visualisierungsblöcke mit Ihrem Modell verbinden.
Das Aerospace Blockset bietet standardisierte Modellarchitekturen für den Entwurf wiederverwendbarer Fahrzeugplattformmodelle. Diese Plattformmodelle können Flug- und Missionsanalysen, Konzeptstudien, ein detailliertes Missionsdesign, die Entwicklung von Leit-, Navigations- und Kontrollalgorithmen (GNC), Software-Integrationstests und Hardware-in-the-Loop-Tests (HIL) für Anwendungen in den Bereichen des autonomen Fliegens, der Radartechnik und der Kommunikation unterstützen.
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Machine Learning für Weltraummissionen: Ein Wendepunkt für Vision-Based Sensing
Whitepaper lesenMassenpunkt-, 3DoF- und 6DoF-Bewegungsgleichungen
Modellieren und simulieren Sie mithilfe der Blöcke für Bewegungsgleichungen die Punktmassen-, 3DoF- und 6-DoF-Dynamiken von atmosphärischen Flugkörpern mit fester oder variabler Masse. Definieren Sie Darstellungen der Bewegungsgleichungen für Flugzeugkörper-, Wind- und ECEF-Koordinatensysteme (Earth-Centered, Earth-Fixed). Sie können die Transformation zwischen Koordinatensystemen und Umrechnungen von Einheiten durchführen, um die Konsistenz des Modells zu gewährleisten.
Ein am Objekt befestigtes Koordinatensystem für Luft- und Raumfahrzeuge.
Beispiel mithilfe von aerodynamischen Koeffizienten aus dem DATCOM.
Referenzanwendung
Erkunden Sie ein simulationsfähiges Beispiel, um zu sehen, wie das Aerospace Blockset zur Modellierung der Luftfahrzeug-Dynamik verwendet wird.
Beispiel für die Modellierung der Dynamik eines Hybrid-Luftfahrzeugs.
Simulation von Raumfahrzeugen
Modellieren, simulieren, analysieren und visualisieren Sie die Bewegung und Dynamik von Kleinsatelliten mit Bibliotheksblöcken von CubeSat Vehicle und Spacecraft Dynamics. Berechnen Sie mithilfe von Ephemeridendaten des Sonnensystems die Position und Geschwindigkeit von Himmelsobjekten für ein bestimmtes Datum des julianischen Kalenders und beschreiben Sie die Erdnutation und Mondlibration.
CubeSat und Spacecraft Dynamics
Modellieren Sie die Bewegung und Dynamik von Satelliten und Konstellationen. Berechnen Sie Umlaufbahnen mit unterschiedlicher Auflösung sowie die benötigten Rotationen für Lagemanöver des Objekts. Visualisieren Sie Flugbahnen und führen Sie eine ausführliche Missionsplanung mit dem satelliteScenario-Objekt aus der Aerospace Toolbox durch.
Planetare Ephemeriden
Mit Tschebyscheff-Koeffizienten vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA können Sie Simulink verwenden, um die Position und die Geschwindigkeit von Sonnensystemkörpern im Verhältnis zu einem angegebenen zentralen Objekt für ein gegebenes Datum des julianischen Kalenders zu beschreiben. Darüber hinaus lässt sich auch die Genauigkeit Ihres Modells verbessern, indem Sie die Erdnutation und die Mondlibration einbeziehen.
Blöcke zur Beschreibung der Eigenschaften von Körpern des Sonnensystems.
Referenzanwendungen
Erste Schritte mit simulationsbereiten Beispielen von Raumfahrzeugen.
Ein simulationsbereites Beispiel, das eine umfangreiche Missionsplanung für Satellitenumlaufbahnen ermöglicht.
Guidance, Navigation & Control
Verwenden Sie Lenkungsblöcke, um den Abstand zwischen zwei Luftfahrzeugen zu berechnen, Navigationsblöcke, um Beschleunigungsmesser, Gyroskope und inertiale Messeinheiten (IMUs) zu modellieren und Steuerungsblöcke, um die Bewegungen von Luftfahrzeugen zu steuern.
Flugsteuerungsanalysen
Verwenden Sie Aerospace Blockset und Simulink Control Design™, um erweiterte Analysen der dynamischen Reaktionen von Luftfahrzeugen durchzuführen. Verwenden Sie Vorlagen für die ersten Schritte sowie Funktionen, um die Flugqualitäten von Luftfahrzeugen, die in Simulink auf Basis der MIL-F-8785C und MIL-STD-1797A Standards modelliert sind, zu berechnen und zu analysieren.
Verwenden Sie integrierte Vorlagen als Startpunkt für Ihre Analysen.
Atmosphäre
Verwenden Sie Blöcke, die mathematische Darstellungen atmosphärischer Standards implementieren, wie International Standard Atmosphere (ISA) und das Atmosphäremodell des Committee on Extension to the Standard Atmosphere von 1976 (COESA).
Beispiel eines De Havilland Beavers mithilfe des COESA-Atmosphärenmodells.
Schwerkraft und Magnetfelder
Berechnen Sie Schwerkraft und Magnetfelder mithilfe von Standardmodellen. Mit den Blöcken in der Environment-Bibliothek können Sie die Earth Geopotential Models, die World Magnetic Models und das International Geomagnetic Reference Field, einschließlich EGM2008, WMM2020 und IGRF13, implementieren. Außerdem lassen sich Höhe und Wellenbewegungen auf Basis von Geoiddaten berechnen, die als Download über den Add-On Explorer zur Verfügung stehen.
Berechnen Sie das Erdmagnetfeld und die säkulare Variation mit dem IGRF-13 Magnetfeldmodell.
Wind
Berücksichtigen Sie in Flugsimulationen die Auswirkungen von Wind, indem Sie mathematische Darstellungen aus den Standards MIL-F-8785C und MIL-HDBK-1797 und den U.S. Naval Research Laboratory Horizontal Wind Models (HWM) verwenden.
Fluginstrumente
Verwenden Sie Blöcke für Fluginstrumente, um Navigationsvariablen anzuzeigen. Die Fluginstrumenten-Bibliothek bietet Blöcke für Fluggeschwindigkeit, Steigrate und Abgastemperaturindikatoren sowie den Höhenmesser, den künstlichen Horizont und den Wendezeiger.
Flugsimulator-Schnittstelle
Visualisieren Sie die Dynamik von Luft- und Raumfahrzeugen in einer 3D-Umgebung mithilfe der Flugsimulator-Schnittstelle für FlightGear. Nutzen Sie als Einstieg ein Beispiel mit dem Lifting-Body-Wiedereintrittskörper HL-20 der NASA.
Visualisierungsbeispiel einer HL-20-Simulation in FlightGear.
Aktuatoren
Stellen Sie lineare und nichtlineare Aktuatoren anhand ihrer natürlichen Frequenz, ihres Dämpfungsgrads sowie ihrer Rate und der Ablenkung dar.
Modellierung eines nichtlinearen Aktuators ohne Ableitung seiner Dynamik.
Pilotenmodelle
Nehmen Sie die Reaktionen des Piloten in dynamische Modelle auf, indem Sie dessen Reaktionszeit mithilfe von Transferfunktionen darstellen. Die Pilotenbibliothek enthält drei Blöcke, die das Tustin-, Precision- und Crossover-Modell implementieren.
Block zur Darstellung der Transferfunktion für das Tustin-Pilotmodell.
Triebwerksysteme
Der Block des Mantelstromtriebwerk-Systems berechnet den Schub und den Treibstoffmassendurchsatz eines gesteuerten Mantelstromtriebwerk-Systems bei einer bestimmten Schubstellung, Machzahl und Höhe.
Block des Mantelstromtriebwerk-Systems, der sowohl das Triebwerk als auch den Steuerkopf umfasst.
Produktressourcen:
Korean Air beschleunigt die Entwicklung und Überprüfung von UAV-Flugsteuerungssoftware mit Model-Based Design
Korean Air entwarf und simulierte Flugsteuerungsgesetze und Einsatzlogik, generierte und verifizierte Produktionscode und führte HIL-Tests durch.
