Aerospace Blockset
Modélisez, simulez et analysez la dynamiques de véhicules aérospatiaux
Aerospace Blockset™ fournit des blocs Simulink® pour la modélisation, la simulation et l'analyse de véhicules aérospatiaux. Vous pouvez intégrer la dynamique d'un véhicule avec des modèles d'environnement de vol validés et le comportement du pilote, puis connecter votre modèle au simulateur de vol FlightGear afin de visualiser les résultats de la simulation.
Aerospace Blockset vous permet d'utiliser des coefficients aérodynamiques ou des dérivées Data Compendium (Datcom) pour modéliser des véhicules à aile fixe, à aile rotative et multirotor. Grâce aux bibliothèques de composants préconfigurés, vous pouvez concevoir des algorithmes GNC et modéliser la dynamique de l'actionneur ainsi que le système de propulsion. Grâce aux opérations mathématiques intégrées appliquées à l'aérospatiale, au système de coordonnées et aux transformations spatiales, vous pouvez décrire le comportement des corps à 3 degrés (3DOF) et 6 degrés (6DOF) de liberté.
Le blockset inclut des modèles d'environnement validés pour l'atmosphère, la gravité, le vent, la hauteur du géoïde et le champ magnétique, permettant ainsi de représenter les conditions de vol et d'améliorer la fidélité de la simulation. Les outils d'analyse des contrôles de vol vous permettent d'analyser la réponse dynamique et les qualités de vol des véhicules aérospatiaux. Pour compléter votre analyse, vous pouvez visualiser le véhicule en vol directement depuis Simulink, avec des instruments de cockpit standards et à l'aide de l'interface du simulateur de vol FlightGear préintégré.
Commencer :
Équations de mouvement à 3DoF, 6DoF et masse ponctuelle
Simulez des équations de mouvement à 3DoF et 6DoF avec une masse fixe et variable à l'aide des blocs d'équations de mouvement. Définissez les représentations des équations de mouvement exprimées dans les systèmes de coordonnées du véhicule, du vent et ECEF (Earth-centered, Earth-fixed).
Systèmes de coordonnées aérospatiales.
Exemple illustrant l'utilisation de coefficients aérodynamiques Datcom.
Bibliothèque de simulation CubeSat
La bibliothèque de simulation CubeSat vous permet de modéliser, simuler, analyser et visualiser le mouvement et les dynamiques des satellites CubeSat. Pour démarrer, vous pouvez utiliser les modèles ou les exemples de la bibliothèque prêts pour la simulation. Recherchez le terme « CubeSat » dans Add-On Explorer sur le bureau MATLAB pour trouver et installer la bibliothèque.
Analyse des contrôles de vol
Utilisez Aerospace Blockset et Simulink Control Design™ pour réaliser des analyses avancées sur la réponse dynamique des véhicules aérospatiaux. Utilisez des modèles préconfigurés pour commencer, ainsi que des fonctions pour calculer et analyser la qualité de vol de cellules modélisées dans Simulink.
Utilisation de modèles intégrés pour démarrer votre analyse.
Guidage, navigation et contrôle
Utilisez des blocs de guidage pour calculer la distance entre deux véhicules, des blocs de navigation pour modéliser des accéléromètres, des gyroscopes et des centrales inertielles et des blocs de contrôleurs pour contrôler le mouvement des véhicules aérospatiaux.
Exemple de bloc GNC pour un drone de la taille de la paume de la main.
Atmosphère
Utilisez des blocs implémentant les représentations mathématiques des normes atmosphériques, telles que International Standard Atmosphere (ISA) et le modèle atmosphérique publié en 1976 par le Comité pour l'extension des normes atmosphériques (Committee on Extension to the Standard Atmosphere, COESA).
Exemple illustrant l'utilisation du modèle atmosphérique publié par le COESA.
Gravité et champ magnétique
Calculez la gravité et les champs magnétiques en utilisant des normes telles que World Geodetic System 1984, Earth Geopotential Model 1996 (EGM96) ou World Magnetic Models (WMM), et téléchargez des éphémérides pour calculer la hauteur et les ondulations du géoïde.
Utilisation des modèles de gravité et de champ magnétique.
Vent
Ajoutez les effets du vent dans des simulations de vol en intégrant des représentations mathématiques provenant des normes MIL-F-8785C et MIL-HDBK-1797 et des modèles HVM (Horizontal Wind Model) du laboratoire U.S. Naval Research Laboratory.
Atterrissages du HL-20 avec cisaillement, rafales et turbulence.
Instruments de vol
Utilisez des blocs d'instruments de vol pour afficher les variables de navigation. Les blocs disponibles dans la bibliothèque d'instruments de vol incluent des indicateurs de vitesse anémométrique, de vitesse ascensionnelle et de température de gaz d'échappement, un altimètre, un indicateur d'assiette, un contrôleur de virage, etc.
Affichez les données de vol à l'aide des blocs d'instruments de vol.
Interface au simulateur de vol
Utilisez des blocs qui vous permettent de vous connecter au simulateur de vol FlightGear et visualisez la dynamique des véhicules aérospatiaux dans un environnement 3D. Lancez-vous en consultant un exemple qui explique comment modéliser le HL-20, la mini-navette à corps portant de la NASA.
Exemple de visualisation d'une simulation du HL-20.
Actionneurs
Représentez des actionneurs linéaires et non linéaires en fonction de leur fréquence naturelle, de leur rapport d'amortissement, ainsi que des limites de saturation, de débit et de déflexion.
Modélisation de la dynamique des ailerons en tant qu'actionneur non linéaire.
Modèles de pilote
Ajoutez la réponse du pilote dans des modèles dynamiques en utilisant des fonctions de transfert pour représenter leur temps de réaction. La bibliothèque de modèles de pilote inclut trois blocs qui implémentent les modèles Tustin, de précision et de crossover.
Transfert de fonction pour le modèle de pilote Tustin.
Systèmes moteur
Le bloc de systèmes de turboréacteur à double flux calcule la poussée et le poids du débit de carburant d'un moteur et un contrôleur à une position du papillon des gaz, un nombre de Mach et une altitude spécifiques.
Bloc avec le moteur et le contrôleur.
Bibliothèque de blocs phénomènes célestes
Grâce aux coefficients de Chebyshev fournis par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, vous pouvez utiliser Simulink pour décrire la position et la vitesse des corps du système solaire par rapport à un objet centré spécifié et pour une date julienne donnée, ainsi que le mouvement de nutation de la Terre et de libration de la Lune.
Blocs utilisant les coefficients fournis par le JPL de la NASA.
Bloc World Magnetic Model
implémentez le World Magnetic Model, y compris le WMM-2015 v2 et des modèles de données personnalisés.
Interface à FlightGear
Comprend le support de la version 2018.3 via les blocs de simulateurs de vol.
Consultez les notes de version pour en savoir plus sur ces fonctionnalités et les fonctions correspondantes.
Korean Air
« La réutilisation des modèles et le gain d'efficacité obtenus grâce à MATLAB et Simulink, nous a permis de gagner du temps et de réduire les coûts. Nous estimons que le Model-Based Design réduit de plus de 50 % le temps de développement par rapport au codage manuel, et les avantages du Model-Based Design augmentent avec la complexité du projet. »
Jugho Moon, Korean Air
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Contactez Greg Drayer Andrade, expert technique Aerospace Blockset
