Simular movimiento en seis grados de libertad (6DoF)
En este ejemplo se muestra cómo modelar seis grados de libertad (6DoF) en Simulink®. El modelo de este ejemplo replica los movimientos experimentados por un objeto o vehículo según tres ejes de rotación (cabeceo, alabeo y guiñada) y tres ejes de traslación (avance, balanceo y zambullida). Puede alternar entre usar ángulos de Euler y cuaterniones para modelar las ecuaciones de movimiento usando el parámetro de representación del bloque Variant Subsystem.
Este modelo permite analizar la dinámica de aeronaves y naves espaciales en diversas condiciones sin necesidad de usar prototipos físicos.
Efecto de la velocidad de rotación del cuerpo
Las velocidades de rotación del cuerpo del bloque Equations of Motion imitan directamente las entradas de momento que se introducen en el sistema. Estos momentos son pares motor aplicados alrededor del centro de masa de la aeronave, que influyen en su movimiento de rotación alrededor de los tres ejes. Puede utilizar estas entradas para representar diversas fuerzas que actúan sobre la aeronave, como fuerzas aerodinámicas, propulsión del motor o deflexiones de la superficie de control. Cuando modela con precisión estos momentos, el bloque Equations of Motion puede simular la respuesta de la aeronave en términos de tasas de cabeceo, alabeo y guiñada, proporcionando una representación realista de su dinámica rotacional.
Tipo de aeronaves
El modelo 6DoF es especialmente adecuado para modelar aviones de combate, que están diseñados para operar en una amplia gama de maniobras y orientaciones. A diferencia de los aviones comerciales, los aviones de combate deben realizar maniobras extremas, que incluyen cambios rápidos de dirección y orientación, y volar en posición invertida. Poder simular el movimiento sin restricciones en los ángulos de orientación permite a los ingenieros y diseñadores explorar y probar las prestaciones de la aeronave en una amplia gama de escenarios. Este entorno de simulación sin restricciones es útil para desarrollar aeronaves que puedan mantener un rendimiento y una agilidad elevados en las condiciones más exigentes.
Bloque Equations of Motion y simulación de bucle abierto
El bloque Equations of Motion calcula aceleraciones lineales y angulares a partir de las fuerzas y momentos totales que actúan sobre una aeronave, para luego integrar estas aceleraciones para determinar velocidades y posiciones a lo largo del tiempo. En una configuración de bucle abierto, puede especificar entradas de simulación, como posiciones de la superficie de control o potencia del motor, sin ninguna retroalimentación del estado actual del sistema. Este método permite analizar el comportamiento del objeto en unas condiciones determinadas y ver los efectos de entradas específicas en el movimiento del objeto. Las simulaciones de bucle abierto permiten comprender el comportamiento del sistema antes de pasar a sistemas de control de bucle cerrado más complejos, donde los mecanismos de retroalimentación ajustan las entradas en función del estado del sistema.
Para ajustar la aeronave alrededor de un punto operativo, consulte Airframe Trim and Linearize.
Consulte también
Temas
- Aerospace Blockset
- Create Aerospace Models (Aerospace Blockset)
