Aerospace Blockset
Modele, simule y analice dinámicas de vehículos aeroespaciales
Aerospace Blockset™ proporciona bloques de Simulink® para modelizar, simular y analizar vehículos aeroespaciales. Le permite incorporar la dinámica del vehículo, modelos validados del entorno de vuelo y comportamientos del piloto, y luego conectar su modelo al simulador de vuelo FlightGear para visualizar los resultados de la simulación.
Con Aerospace Blockset, puede utilizar coeficientes aerodinámicos o derivados de Data Compendium (Datcom) para modelizar vehículos de ala fija, rotor y multirrotor. Las librerías de componentes prediseñados le permiten diseñar algoritmos GNC y modelizar dinámicas del actuador y el subsistema de propulsión. Las operaciones matemáticas aeroespaciales integradas y las transformaciones del sistema de coordenadas y espaciales le permiten describir el comportamiento de cuerpos de tres grados de libertad (3DOF) y de seis grados de libertad (6DOF).
El blockset incluye modelos de entorno validados de atmósfera, gravedad, viento, altura sobre el geoide y campo magnético para representar las condiciones de vuelo y aumentar la fidelidad de la simulación. Las herramientas de análisis de control de vuelo le permiten analizar la respuesta dinámica y las cualidades de vuelo de los vehículos aeroespaciales. Para completar su análisis, puede visualizar el vehículo en vuelo directamente desde Simulink con instrumentos de cabina estándares y mediante la interfaz prediseñada del simulador de vuelo FlightGear.
Comience:
Ecuaciones de movimiento para una masa puntual, 3DoF y 6DoF
Simule ecuaciones de movimiento de tres y seis grados de libertad con masa fija y variable mediante los bloques de ecuaciones de movimiento. Defina representaciones de las ecuaciones de movimiento en sistemas de coordenadas de fuselajes, viento y ECEF (centradas en la Tierra, fijas en la Tierra).
Sistemas de coordenadas aeroespaciales.
Ejemplo donde se utilizan coeficientes aerodinámicos de Datcom.
Librería de simulación CubeSat
La librería de simulación CubeSat permite modelar, simular, analizar y visualizar el movimiento y la dinámica de los satélites CubeSat. Para empezar, puede utilizar el ejemplo listo para la simulación o las plantillas de modelo disponibles en la librería. Utilice el término de búsqueda CubeSat en el explorador de complementos de MATLAB para localizar e instalar esta librería.
Análisis de control de vuelo
Utilice Aerospace Blockset y Simulink Control Design™ para realizar análisis avanzados de la respuesta dinámica de los vehículos aeroespaciales. Utilice plantillas para empezar a trabajar y funciones para calcular y analizar las cualidades de vuelo de los fuselajes modelados en Simulink.
Use plantillas integradas para comenzar sus análisis.
Guiado, navegación y control
Utilice bloques de guiado para calcular la distancia entre dos vehículos; bloques de navegación para modelar acelerómetros, giroscopios y unidades de medida inerciales (IMU); y bloques de control para controlar el movimiento de los vehículos aeroespaciales.
Ejemplo de GNC para un dron del tamaño de la palma de la mano.
Atmósfera
Utilice bloques que implementan representaciones matemáticas de estándares atmosféricos, como la Atmósfera estándar internacional (ISA) y el modelo atmosférico del Comité para la ampliación de la atmósfera estándar (COESA) de 1976.
Ejemplo donde se utiliza el modelo atmosférico del COESA.
Gravedad y campo magnético
Calcule la gravedad y los campos magnéticos utilizando estándares como el Sistema geodésico mundial de 1984, el Modelo geopotencial terrestre de 1996 (EGM96) o los Modelos magnéticos mundiales (WMM) y descargue datos de efemérides para calcular la altura sobre el geoide y las ondulaciones.
Se incluyen modelos de gravedad y campo magnético.
Viento
Añada los efectos del viento en sus simulaciones de vuelo mediante la inclusión de representaciones matemáticas procedentes de los estándares MIL-F-8785C y MIL-HDBK-1797 y los Modelos de viento horizontal (HWM) del U.S. Naval Research Laboratory.
Aterrizajes del HL-20 con cizalladura, rachas y turbulencias de viento.
Instrumentos de vuelo
Utilice bloques de instrumentos de vuelo para mostrar variables de navegación. Entre los bloques disponibles en la librería de instrumentos de vuelo se incluyen indicadores de velocidad del aire, tasa de ascenso y temperatura del gas de escape, altímetro, horizonte artificial, coordinador de viraje y muchos otros.
Vea datos de vuelo mediante el uso de bloques de instrumentos de vuelo.
Interfaz de simulador de vuelo
Utilice bloques que le permiten crear una interfaz al simulador de vuelo FlightGear y visualice dinámicas de vehículos aeroespaciales en un entorno 3D. Comience examinando un ejemplo donde se hace uso del vehículo de reentrada con fuselaje sustentador HL-20 de la NASA.
Ejemplo de visualización de una simulación del HL-20.
Actuadores
Represente actuadores lineales y no lineales en función de su frecuencia natural, tasa de amortiguamiento y límites de saturación, velocidad y deflexión.
Modelado de dinámica de timón de cola como actuador no lineal.
Modelos de pilotos
Incluya la respuesta del piloto en sus modelos dinámicos mediante funciones de transferencia para representar su tiempo de reacción. La librería de modelos de pilotos incluye tres bloques que implementan los modelos Tustin, de precisión y crossover.
Función de transferencia para el modelo de piloto Tustin.
Sistemas de motores
El bloque de sistemas de motores de turboventilador calcula el empuje y el peso del flujo de combustible de un motor de turboventilador y el controlador en una posición del acelerador específica, a un número Mach concreto y a una altitud determinada.
Bloque que incluye tanto el motor como el controlador.
Librería de bloques de fenómenos celestes
Con los coeficientes Chebyshev obtenidos del Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, puede utilizar Simulink para describir la posición y velocidad de cuerpos celestes del sistema solar en relación con un objeto central específico en una fecha concreta, así como la nutación de la Tierra y la libración de la Luna.
Bloques que utilizan los coeficientes proporcionados por el JPL de la NASA.
Bloque World Magnetic Model
Implemente World Magnetic Model, incluido WMM-2015v2, y modelos de datos personalizados
Interfaz de FlightGear
Incluye compatibilidad con la versión 2018.3 a través de bloques de simulador de vuelo.
Consulte las notas de la versión para obtener detalles sobre estas funcionalidades y las funciones correspondientes.
Korean Air
“Las mejoras en la reutilización y eficiencia de los modelos implementadas en MATLAB y Simulink ahorran tiempo y reducen costes. Estimamos que podemos alcanzar un ahorro de tiempo superior al 50% con el diseño basado en modelos en comparación con la creación manual de código, y las ventajas del diseño basado en modelos aumentan a la par que la complejidad del proyecto”.
Jugho Moon, Korean Air
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Póngase en contacto con Greg Drayer Andrade, experto técnico de Aerospace Blockset
