Aerospace Blockset

AGGIORNAMENTO IMPORTANTE

 

Aerospace Blockset

Modella, simula e analizza le dinamiche di veicoli aerospaziali

 

Aerospace Blockset™ fornisce blocchi Simulink® per la modellazione, la simulazione e l'analisi di veicoli aerospaziali. È possibile incorporare dinamiche del veicolo, modelli convalidati dell'ambiente di volo e del comportamento del pilota, quindi collegare il modello al simulatore di volo FlightGear per visualizzare i risultati della simulazione.

Con Aerospace Blockset puoi utilizzare coefficienti aerodinamici o derivate Data Compendium (Datcom) per modellare veicoli ad ala fissa, ad ala rotante e multirotore. Le librerie di componenti predefinite consentono di progettare algoritmi GNC e modellare le dinamiche dell'attuatore e il sottosistema di propulsione. Grazie alle operazioni integrate di matematica applicate all'ambito aerospaziale, al sistema di coordinate e alle trasformazioni spaziali è possibile descrivere il comportamento dei corpi a tre gradi di libertà (3DOF) e sei gradi di libertà (6DOF).

Il blockset include modelli di ambiente convalidati per atmosfera, gravità, vento, altezza geoidica e campo magnetico per rappresentare le condizioni di volo e aumentare la fedeltà della simulazione. Gli strumenti di analisi del controllo di volo consentono di analizzare la risposta dinamica e le qualità di volo dei veicoli aerospaziali. Per completare l'analisi, è possibile visualizzare il veicolo in volo direttamente da Simulink con la strumentazione di bordo presente in un cockpit standard e utilizzando l’interfaccia predefinita del Simulatore di volo FlightGear.

Modellazione di veicoli aerospaziali

Utilizza i blocchi per modellare le dinamiche di un veicolo aerospaziale, eseguire simulazioni e comprendere il comportamento del sistema in varie condizioni di volo e
ambientali.

Equazioni del moto di punto materiale

Utilizza blocchi di punto materiale del quarto e del sesto ordine per modellare le forze applicate e il moto traslazionale o coordinato per uno o più punti materiali. Consulta un esempio che utilizza più aeromobili con controllo collaborativo per vedere come possono essere utilizzati questi blocchi.

Esempio di aeromobili multipli con controllo collaborativo.

Equazioni del moto 3DoF e 6DoF

Simula le equazioni del moto a tre e sei gradi di libertà con massa fissa e variabile utilizzando i blocchi delle equazioni del moto. Definisci le rappresentazioni delle equazioni del moto nei sistemi di coordinate corpo, vento e Earth-centered Earth-fixed (ECEF).

Sistemi di coordinate aerospaziali.

Derivate Data Compendium

Importa le derivate digitali Data Compendium (Datcom) in MATLAB® e simula le forze e i momenti aerodinamici di un veicolo in Simulink®. Apri l'esempio della modellazione di un velivolo leggero Swineworks D-200 Sky Hogg per vedere come viene utilizzato questo blocco.

Esempio che utilizza i coefficienti aerodinamici Datcom.

GNC e analisi di volo

Usa template e funzioni per eseguire analisi avanzate sulla risposta dinamica di veicoli aerospaziali e blocchi di guida, navigazione e controllo (GNC) per controllare e coordinare il loro volo. 

Analisi del controllo di volo

Utilizza Aerospace Blockset e Simulink Control Design™ per eseguire analisi avanzate della risposta dinamica dei veicoli aerospaziali. Utilizza i template per iniziare e le funzioni per calcolare e analizzare le qualità di volo dei velivoli
modellati in Simulink.

Utilizzo dei modelli integrati per iniziare l’analisi.   

Guida, Navigazione e Controllo

Utilizza i blocchi di guida per calcolare la distanza tra due veicoli; i blocchi di navigazione per modellare accelerometri, giroscopi e unità di misura inerziale (IMU); i blocchi di controllo per controllare il movimento di veicoli aerospaziali.

Esempio di GNC per un drone palmare.        

Modelli di ambiente

Utilizza modelli di ambiente convalidati per rappresentare profili standard atmosferici, di gravità e campo magnetico e implementare condizioni di vento standard.

Atmosfera

Utilizza i blocchi che implementano le rappresentazioni matematiche delle atmosfere standard, come l'International Standard Atmosphere (ISA) e il modello atmosferico del Committee on Extension to the Standard Atmosphere (COESA) del 1976.

Esempio di utilizzo del modello atmosferico COESA.    

Gravità e campo magnetico

Calcola la gravità e i campi magnetici utilizzando gli standard quali World Geodetic System 1984, Earth Geopotential Model (EGM96) 1996 o i modelli magnetici mondiali (WMM) e scarica i dati delle effemeridi per calcolare l'altezza e le ondulazioni del geoide.

Includere i modelli di gravità e campo magnetico.  

Vento

Aggiungi gli effetti del vento nelle simulazioni di volo includendo le rappresentazioni matematiche degli standard MIL-F-8785C e MIL-HDBK-1797 e gli Horizontal Wind Models (HWM) dello United States Naval Research Laboratory.

Atterraggi dell’HL-20 con gradiente trasversale, raffiche e turbolenza.    

Visualizzazione del volo

Visualizza le dinamiche di volo del veicolo utilizzando la strumentazione di bordo presente in un cockpit standard e collegando la simulazione al simulatore di volo FlightGear.

Strumentazione di bordo

Utilizza i blocchi della strumentazione di bordo per visualizzare le variabili di navigazione. I blocchi disponibili nella libreria della strumentazione di bordo includono velocità rispetto all'aria (airspeed), velocità di salita e indicatori della temperatura dei gas di scarico (EGT), altimetro, orizzonte artificiale, indicatore di virata e molto altro.

Visualizzare i dati di volo utilizzando blocchi di strumenti di volo.    

Interfaccia del simulatore di volo

Utilizza i blocchi di l’interfaccia con il simulatore di volo FlightGear e visualizza le dinamiche del veicolo aerospaziale in un ambiente 3D. Inizia con un esempio che utilizza il veicolo di rientro del corpo portante dell’HL-20 della NASA.

Esempio di visualizzazione di una simulazione dell’HL-20.    

Componenti del veicolo

Utilizza i blocchi per modellare i componenti del veicolo, come attuatori lineari e non lineari, il comportamento del pilota umano e i sistemi del motore.

Attuatori

Rappresenta gli attuatori lineari e gli attuatori non lineari in base alla frequenza naturale, al coefficiente di smorzamento e ai limiti di saturazione, velocità e deflessione.

Modellare le dinamiche di deriva come un attuatore non lineare.    

Modelli di pilota

Includi la risposta del pilota nei modelli dinamici utilizzando le funzioni di trasferimento per rappresentare il loro tempo di reazione. La libreria dei modelli di pilota comprende tre blocchi che implementano i modelli di Tustin, di precisione e di crossover.

Funzione di trasferimento per il modello pilota Tustin.    

Sistemi propulsivi

Il blocco Turbofan Engine System calcola la spinta e il flusso di carburante di un  turbofan con controller a una posizione della manetta, numero di Mach e altitudine specifici.

Blocco che include il motore e il controller. 
    

Effemeridi planetarie

Usa i dati delle effemeridi del sistema solare per calcolare la posizione e la velocità dei pianeti per una determinata data giuliana e per descrivere i moti di nutazione terrestre e di librazione della Luna.

Libreria di blocchi di fenomeni celesti

Con i coefficienti di Chebyshev ottenuti dal Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA, puoi usare Simulink per descrivere la posizione e la velocità dei corpi del sistema solare in relazione a un oggetto centrale specificato per una determinata data giuliana, così come la nutazione della Terra e la librazione della Luna.

Blocchi che utilizzano i coefficienti forniti dal JPL della NASA.    

Nuove funzionalità

Strumenti di analisi del controllo di volo

Analizza la risposta dinamica e le qualità di volo dei veicoli aerospaziali

Parametri di orientamento terrestre

Calcola il movimento polare, la regolazione in base allo spostamento del polo medio celeste e la differenza tra UT1 e UTC

Correzione per le velocità supersoniche

Converti tra velocità equivalente (EAS), calibrata (CAS) o vera (TAS).

Nomi delle equazioni dello stato del moto

Semplifica il processo di linearizzazione indicando i nomi dello stato dei corpi rigidi specifici dell’ambito aerospaziale

Interfaccia di FlightGear

Include il supporto per la versione 2018.1 per i blocchi del simulatore di volo

Vedi le note di rilascio per ulteriori informazioni su queste caratteristiche e sulle funzioni corrispondenti.

Korean Air

“Grazie a MATLAB e Simulink è possibile riutilizzare i modelli e migliorare l’efficienza, accelerando i processi e risparmiando sui costi. Stimiamo che la progettazione model-based consenta di ottenere un risparmio di tempo superiore al 50% rispetto alla codifica manuale e che i vantaggi di tale progettazione aumentino con la complessità del progetto.”

Jugho Moon, Korean Air

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