Aerospace Blockset

BEDEUTENDES UPDATE

 

Aerospace Blockset

Modellieren, Simulieren und Analysieren der Fahrzeugdynamik von Luftfahrzeugen

Jetzt beginnen:

    Modellierung von atmosphärischen Flugkörpern

Verwenden Sie Blöcke, um die Dynamik von atmosphärischen Flugplattformen zu modellieren, Simulationen durchzuführen sowie das Systemverhalten unter verschiedenen Flug- und Umgebungsbedingungen zu verstehen.

Massenpunkt-, 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.

Aus dem Data Compendium abgeleitete Elemente

Importieren Sie die aerodynamischen Koeffizienten des digitalen Datenkompendiums (DATCOM) in MATLAB®, um Starrflügel-Fahrzeuggeometrien zu modellieren. Simulieren Sie im Anschluss die aerodynamischen Kräfte und Momente des Objekts in Simulink®.

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.

Visualisierung der mit dem Orbit Propagator-Block modellierten Satellitenkonstellation.

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.

GNC und Fluganalysen

Verwenden Sie Vorlagen und Funktionen, um erweiterte Analysen der dynamischen Reaktionen von Luftfahrzeugen und GNC-Blöcken durchzuführen und so ihren Flug zu steuern und zu koordinieren.

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.

Beispiel eines GNC-Modells für eine handtellergroße Drohne.

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.

Umgebungsmodelle

Verwenden Sie validierte Umgebungsmodelle zur Darstellung von Standardprofilen für Atmosphäre, Schwerkraft und magnetische Felder sowie für die Implementierung standardmäßiger Windbedingungen.

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.

HL-20-Landung mit simulierten Windscherungen, Windböen und Turbulenzen. 

Flugvisualisierung

Visualisieren Sie die Flugdynamik von Luftfahrzeugen mithilfe von Standard-Cockpit-Fluginstrumenten oder verbinden Sie Ihre Simulation mit dem FlightGear-Flugsimulator.

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.

Anzeigen von Flugdaten mithilfe von Fluginstrumentierungsblöcken.    

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.

Luftfahrzeugkomponenten

Modellieren Sie Luftfahrzeugkomponenten, wie lineare und nichtlineare Aktuatoren, das Verhalten eines menschlichen Piloten und Triebwerksysteme.

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.

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.