이 페이지는 기계 번역을 사용하여 번역되었습니다. 최신 내용을 영문으로 보려면 여기를 클릭하십시오.

Attitude Dynamics

하나 이상의 우주선의 모델 자세 동역학

R2023a 이후

• 

라이브러리:
Aerospace Blockset / Spacecraft / Spacecraft Dynamics

설명

Attitude Dynamics 블록은 수치적 적분을 사용하여 우주선의 회전 동역학을 모델링합니다. 이 블록은 제공된 위치 및 속도 상태를 사용하여 시간에 따른 하나 이상의 우주선의 자세와 각속도를 계산합니다. 가장 정확한 결과를 얻으려면 낮은 허용 오차 설정(1e-8 미만)을 갖춘 가변 스텝 솔버를 사용하세요. 정확도와 속도를 균형 있게 맞추려면 임무 요구 사항에 따라 더 큰 허용 오차를 사용하세요.

Attitude Dynamics 블록이 사용하는 좌표계와 변환 및 회전 동역학에 대한 자세한 내용은 알고리즘 항목을 참조하십시오.

포트

입력

X — 우주선의 위치

요소를 3개 가진 벡터 | numSat×3 배열

현재 시간 스텝에서 3개 요소 벡터 또는 numSatx3 배열로 지정된 상태 벡터 좌표 프레임에 대한 우주선의 위치입니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

종속성

• 이 포트의 좌표 프레임을 변경하려면 State vector output coordinate frame 파라미터를 설정하세요.

• Mass 또는 Attitude 탭에서 제공되는 초기 조건의 크기는 포트 크기를 제어합니다.

데이터형: double

V — 속도

요소를 3개 가진 벡터 | numSat×3 배열

현재 시간 스텝에서 3개 요소 벡터 또는 numSatx3 배열로 지정된 상태 벡터 좌표 프레임에 대한 우주선의 속도입니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

종속성

• 이 포트의 좌표 프레임을 변경하려면 State vector output coordinate frame 파라미터를 설정하세요.

• Mass 또는 Attitude 탭에서 제공되는 초기 조건의 크기는 포트 크기를 제어합니다.

데이터형: double

M_b — 외부 모멘트

요소를 3개 가진 벡터 | numSat×3 배열

현재 시간 스텝에서 3개 요소 벡터 또는 numSatx3 배열로 지정되는, 우주선에 적용되는 모멘트입니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

종속성

이 포트를 활성화하려면 Input body moments 체크박스를 선택하십시오.

데이터형: double

dm/dt — 질량 변화율

스칼라 | 크기가 numSat인 1차원 배열

현재 시간 스텝에서 질량 변화율(증가한 경우 양수, 감소한 경우 음수)은 크기가 numSat인 스칼라 또는 1차원 배열로 지정됩니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

종속성

이 포트를 활성화하려면 Mass type를 Simple Variable로 설정하세요.

데이터형: double

m — 우주선 질량

스칼라 | 크기가 numSat인 1차원 배열

현재 시간 스텝에서의 우주선 질량입니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

종속성

이 포트를 활성화하려면 Mass type를 Custom Variable로 설정하세요.

데이터형: double

I — 우주선 관성 텐서

3x3 배열 | 3×3×numSat 배열

우주선 관성 텐서는 현재 시간 스텝에서 3x3 배열 또는 3x3xnumSat 배열로 지정됩니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

종속성

이 포트를 활성화하려면 Mass type를 Custom Variable로 설정하세요.

데이터형: double

dI/dt — 관성 텐서 행렬의 변화율

3x3 배열 | 3×3×numSat 배열

현재 시간 스텝에서 3x3 배열 또는 3x3xnumSat 배열로 지정되는 관성 텐서 행렬의 변화율입니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

종속성

이 포트를 활성화하려면 Mass type를 Custom Variable로 설정하세요.

데이터형: double

V_re — 상대 속도

요소를 3개 가진 벡터 | numSat×3 배열

물체 고정 축에서 물체에 질량이 흡수되거나 물체에서 제거되는 상대 속도로, 3개 요소 벡터나 numSatx3 배열로 지정됩니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

종속성

이 포트를 활성화하려면:

• Mass type를 Custom Variable 또는 Simple Variable로 설정합니다.

• Include mass flow relative velocity 체크박스를 선택하세요.

데이터형: double

φθψ — 달의 칭동 각도

요소를 3개 가진 벡터

Moon-centric Principal Axis (PA) 시스템을 사용하여 ICRF(국제 천체 기준 프레임)와 달 중심 고정 프레임 사이의 변환을 위한 달의 협각은 3요소 벡터로 지정됩니다. 이러한 값을 얻으려면 Moon Libration 블록을 사용하세요.

참고

Central body가 Moon로 설정될 때 이 블록에서 사용하는 고정 프레임은 Mean Earth/pole axis (ME) 시스템입니다. 자세한 내용은 알고리즘 항목을 참조하십시오.

종속성

이 포트를 활성화하려면:

• Central body를 Moon로 설정합니다.

• Input Moon libration angles 체크박스를 선택하세요.

데이터형: double

αδW — 적경각, 편각, 회전 각도

요소를 3개 가진 벡터

중심 천체 회전축의 순간적 적경각, 편각, 회전 각도는 3요소 벡터로 지정됩니다. 이 포트는 사용자 정의 중심 천체에만 사용할 수 있습니다.

종속성

이 포트를 활성화하려면:

• Central body를 Custom로 설정합니다.

• Central body spin axis source를 Port로 설정합니다.

데이터형: double

출력

q_body2icrf — 우주선 자세 쿼터니언

4원소 쿼터니언 | numSat×4 배열

우주선 자세 쿼터니언은 현재 시간 스텝에서 본체 축에서 아웃포트 프레임으로의 스칼라 우선 4요소 쿼터니언 회전 또는 스칼라 우선 numSatx4 배열로 반환됩니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

종속성

이 포트의 좌표 프레임과 자세 형식은 다음 설정에 따라 달라집니다.

• 자세 기준 좌표 프레임을 지정하려면 Attitude reference coordinate frame 파라미터를 설정합니다.

• Attitude representation를 Quaternion로 설정합니다.

데이터형: double

DCM — 우주선 자세 방향 코사인 행렬

3x3 배열 | numSat×3×3 배열

우주선 자세 방향 코사인 행렬(DCM)은 3x3 배열 또는 numSatx3x3 배열로 반환됩니다. numSat는 우주선의 번호입니다.

종속성

이 포트의 좌표 프레임과 자세 형식은 다음 설정에 따라 달라집니다.

• 자세 기준 좌표 프레임을 지정하려면 Attitude reference coordinate frame 파라미터를 설정합니다.

• Attitude representation를 DCM로 설정합니다.

데이터형: double

R1,R2,R3 — 우주선 자세 오일러 각도

요소를 3개 가진 벡터 | numSat×3 배열

우주선 자세 오일러 각도는 3개 요소 벡터 또는 numSatx3 배열로 반환됩니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

종속성

이 포트의 좌표 프레임과 자세 형식은 다음 설정에 따라 달라집니다.

• 자세 기준 좌표 프레임을 지정하려면 Attitude reference coordinate frame 파라미터를 설정합니다.

• Attitude representation를 Euler angles로 설정합니다.

데이터형: double

ω — 우주선의 각속도

요소를 3개 가진 벡터 | numSat×3 배열

자세 기준 좌표 프레임에 대한 우주선의 각속도는 3개 요소 벡터 또는 numSatx3 배열로 반환되며, 본체 축 각속도 PQR로 표현됩니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

종속성

자세 기준 좌표 프레임은 Attitude reference coordinate frame 파라미터에 따라 달라집니다.

데이터형: double

q_icrf2ff — 좌표계 변환

4개 요소 배열

현재 시간 스텝에서 ICRF와 고정 프레임 좌표계 사이의 좌표계 변환은 4개 요소 배열로 반환됩니다.

종속성

이 포트를 활성화하려면 Output quaternion (ICRF to Fixed-frame) 체크박스를 선택하세요.

데이터형: double

t_utc — 현재 시간 스텝의 시간

스칼라 | 6개 요소 배열

현재 시간 스텝의 시간으로, 다음으로 반환됩니다.

• 스칼라 — Start data/time 파라미터를 율리우스 날짜로 지정하는 경우.

• 6개 요소 배열 - Start data/time 파라미터를 년, 월, 일, 시, 분, 초의 6개 요소로 구성된 그레고리력 날짜로 지정하는 경우.

이 값은 Start date/time 파라미터 값에 경과된 시뮬레이션 시간을 더한 값과 같습니다.

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Output current date/time (UTC Julian date) 체크박스를 선택하세요.

데이터형: double

Fuel Status — 연료 상태

스칼라 | numSat-요소 배열

현재 시간 스텝에서의 연료 탱크 상태로, 스칼라 또는 numSat 요소 배열로 반환됩니다.

• 1 — 탱크가 가득 찼습니다.

• 0 — 탱크가 가득 차거나 비어 있지 않습니다.

• -1 — 탱크가 비어 있습니다.

numSat는 우주선의 개수입니다.

종속성

이 포트를 활성화하려면:

• Mass type를 Simple Variable로 설정합니다.

• Output fuel tank status 체크박스를 선택하세요.

데이터형: double

파라미터

기본

Input body moments — 외부 모멘트를 활성화하는 옵션

켜짐 (디폴트 값) | 꺼짐

우주선의 운동 방정식을 본체 프레임에 통합할 때 외부 모멘트를 포함하려면 이 체크박스를 선택하세요. 그렇지 않으면 이 체크박스의 선택을 해제하십시오.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: momentsIn

유형: 문자형 벡터

값: 'off' | 'on'

기본값: 'off'

State vector coordinate frame — 위치 및 속도 상태 포트 좌표 프레임

ICRF (디폴트 값) | Fixed-frame

위치 및 속도 상태 포트 좌표 프레임 설정은 ICRF 또는 Fixed-frame로 지정됩니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: outportFrame

유형: 문자형 벡터

값: 'ICRF' | 'Fixed-frame'

기본값: 'ICRF'

Start date/time (UTC Julian date) — 시뮬레이션을 위한 초기 시작 시간

juliandate (2020, 1, 1, 12, 0, 0) (디폴트 값) | 유효한 스칼라 율리우스 날짜 | 유효한 그레고리력 날짜

시뮬레이션의 초기 시작 날짜와 시간은 율리우스력이나 그레고리력으로 지정됩니다. 유효한 그레고리력 날짜에는 연도, 월, 일, 시, 분, 초가 1차원 또는 6개 요소 배열로 포함되어야 합니다. 블록은 이 값을 사용하여 초기 조건을 정의합니다.

팁

율리우스 날짜를 계산하려면 juliandate 함수를 사용하세요.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터의 데이터 형식은 Time format 파라미터에 의해 제어됩니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: startDate

유형: 문자형 벡터

값: 'juliandate(2020, 1, 1, 12, 0, 0)' | 유효한 스칼라 율리우스 날짜 | 유효한 그레고리력 날짜

기본값: 'juliandate(2020, 1, 1, 12, 0, 0)'

Output current date/time (UTC Julian date) — t_utc에 출력 포트를 추가하는 옵션

켜짐 (디폴트 값) | 꺼짐

현재 날짜나 시간을 출력하려면 이 체크박스를 선택하세요. 그렇지 않으면 이 체크박스의 선택을 해제하십시오.

종속성

이 파라미터의 데이터 형식은 Time format 파라미터에 의해 제어됩니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: dateOut

유형: 문자형 벡터

값: 'off' | 'on'

기본값: 'off'

Action for out-of-range input — 범위를 벗어난 블록 동작

Warning (디폴트 값) | Error | None

범위를 벗어난 블록 동작 조치. 다음 옵션 중 하나를 지정하세요.

동작	설명
None	아무런 조치를 취하지 않습니다.
Warning	진단 뷰어에 경고가 표시되고 모델 시뮬레이션이 계속됩니다.
Error (디폴트 값)	진단 뷰어에서 오류가 발생하여 모델 시뮬레이션이 중지됩니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: action

유형: 문자형 벡터

값: 'None' | 'Warning' | 'Error'

기본값: 'Warning'

질량

Mass type — 우주선 질량 유형

Fixed (디폴트 값) | Simple Variable | Custom Variable

우주선 질량 유형은 다음과 같이 지정됩니다.

• Fixed — 질량과 관성은 시뮬레이션 전체에서 일정합니다.

• Simple Variable — 질량과 관성은 질량 비율의 함수로 선형적으로 변합니다.

• Custom Variable — 순간 질량, 관성, 관성율이 블록의 입력입니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: massType

유형: 문자형 벡터

값: 'Fixed' | 'Simple Variable' | 'Custom Variable'

기본값: 'Fixed'

Mass — 강체 우주선의 초기 질량

4.0 (디폴트 값) | 스칼라 | 크기가 numSat인 벡터

강체 우주선의 초기 질량은 크기가 numSat인 스칼라 또는 벡터로 지정됩니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Mass type 파라미터를 Fixed 또는 Simple variable로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: mass

유형: 문자형 벡터

값: 스칼라 | 크기가 numSat인 벡터

기본값: '4.0'

Empty mass — 우주선의 빈 질량

3.5 (디폴트 값) | 스칼라 | 크기가 numSat인 벡터

우주선의 빈(건조) 질량은 스칼라 또는 크기가 numSat인 벡터로 지정됩니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Mass type를 Simple variable로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: emptyMass

유형: 문자형 벡터

값: 크기가 numSat인 1차원 배열 | 크기가 numSat인 1차원 배열

기본값: '3.5'

Full mass — 우주선 전체 질량

4.0 (디폴트 값) | 스칼라 | 크기가 numSat인 벡터

우주선의 전체(습윤) 질량은 스칼라 또는 크기가 numSat인 벡터로 지정됩니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Mass type를 Simple variable로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: fullMass

유형: 문자형 벡터

값: 스칼라 | 크기가 numSat인 벡터

기본값: '4.0'

Inertia tensor — 관성 텐서 행렬

[0.2273, 0, 0; 0 0.2273 0; 0 0 .0040] (디폴트 값) | 3x3 배열 | 3×3×numSat 배열

우주선의 초기 관성 텐서 행렬로, 단일 우주선의 경우 3x3 배열로 지정되고, 여러 우주선의 경우 3x3xnumSat 배열로 지정됩니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Mass type를 Fixed로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: inertia

유형: 문자형 벡터

값: '[0.2273, 0, 0; 0 0.2273 0; 0 0 .0040]' | 3x3 배열 | 3x3xnumSat 배열

기본값: '[0.2273, 0, 0; 0 0.2273 0; 0 0 .0040]'

Empty inertia tensor — 빈 관성 텐서 행렬

[0.1989, 0, 0; 0 0.1989 0; 0 0 .0035] (디폴트 값) | 3x3 배열 | 3×3×numSat 배열

빈(건조) 관성 텐서 행렬로, 단일 우주선의 경우 3x3 배열로 지정되고, 여러 우주선의 경우 3x3xnumSat 배열로 지정됩니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Mass type를 Simple variable로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: emptyInertia

유형: 문자형 벡터

값: 3x3 배열 | 3x3xnumSat 배열

기본값: [0.1989, 0, 0; 0 0.1989 0; 0 0 .0035]

Full inertia tensor — 전체 관성 텐서 행렬

[0.2273, 0, 0; 0, 0.2273, 0; 0, 0, .0040] (디폴트 값) | 3x3 배열 | 3×3×numSat 배열

3x3 배열로 지정된 단일 우주선 또는 3x3xnumSat 배열로 지정된 전체(습식) 관성 텐서 행렬입니다. numSat는 우주선의 개수입니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Mass type를 Simple variable로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: fullInertia

유형: 문자형 벡터

값: 3x3 배열 | 3x3xnumSat 배열

기본값: [0.2273, 0, 0; 0, 0.2273, 0; 0, 0, .0040]

Include mass flow relative velocity — 질량 흐름 속도를 활성화하는 옵션

꺼짐 (디폴트 값) | 켜짐

블록에 대한 질량 흐름 속도를 활성화하려면 이 체크박스를 선택하세요. 질량 흐름 속도는 질량이 흡수되거나 소멸되는 천체 프레임 내의 상대 속도입니다. 블록에 대한 질량 흐름 속도를 비활성화하려면 이 체크박스의 선택을 해제하십시오.

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Mass type를 Simple variable 또는 Custom variable로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: useMassFlowRelativeVelocity

유형: 문자형 벡터

값: 'on' | 'off'

기본값: 'off'

Limit mass flow when mass is empty or full — 질량 흐름을 제한하는 옵션

켜짐 (디폴트 값) | 꺼짐

우주선의 질량이 가득 차거나 비어 있을 때 질량 흐름을 제한하려면 이 체크박스를 선택하세요. 그렇지 않으면 이 체크박스의 선택을 해제하십시오.

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Mass type를 Simple variable로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: limitMassFlow

유형: 문자형 벡터

값: 'on' | 'off'

기본값: 'on'

Output fuel tank status — 연료 탱크 상태를 활성화하는 옵션

켜짐 (디폴트 값) | 꺼짐

연료 탱크 상태를 활성화하려면 이 체크박스를 선택하세요. 그렇지 않으면 이 체크박스의 선택을 해제하십시오.

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Mass type를 Simple variable로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: outputFuelStatus

유형: 문자형 벡터

값: 'on' | 'off'

기본값: 'on'

자세

Attitude reference coordinate frame — 자세 및 각속도 좌표 프레임

ICRF (디폴트 값) | Fixed-frame | NED | LVLH

자세 및 각속도 초기 조건에 대한 자세 및 각속도 좌표 프레임은 다음과 같이 지정됩니다.

• ICRF

• Fixed-frame

• NED

• LVLH

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: attitudeFrame

유형: 문자형 벡터

값: 'ICRF' | 'Fixed-frame' | 'NED' | 'LVLH'

기본값: 'ICRF'

Attitude representation — 방향 형식

Quaternion (디폴트 값) | DCM | Euler angles

우주선 자세에 대한 방향 형식(초기 조건 및 출력 포트)은 Quaternion, DCM 또는 Euler angles로 지정됩니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: attitudeFrame

유형: 문자형 벡터

값: 'Quaternion' | 'DCM' | 'Euler angles'

기본값: 'Quaternion'

Initial body attitude — 우주선 초기 자세

[1, 0, 0, 0] (디폴트 값) | 요소를 4개 가진 벡터 | numSat×4 배열 | 3x3 배열 | numSat×3×3 배열 | 요소를 3개 가진 벡터 | numSat×3 배열

우주선의 초기 자세(방위)는 Attitude representation에 대한 쿼터니언, DCM 또는 오일러 각도 집합으로 제공됩니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터 이름과 값 형식은 Attitude representation 파라미터에 따라 변경됩니다.

파라미터 이름	자세 표현 설정	값 형식
Initial quaternion	Quaternion	요소를 4개 가진 벡터 numSat×4 배열
Initial DCM	DCM	3x3 배열 numSat×3×3 배열
Initial Euler angles	Euler angles	요소를 3개 가진 벡터 numSat×3 배열

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: attitude

유형: 문자형 벡터

값: 4개 요소 벡터 | numSatx4 배열 | 3x3 배열 | numSatx3x3 배열 | 3개 요소 배열 | numSatx3 배열

기본값: '[1, 0, 0, 0]'

Angle rotation order — 각도 회전 순서

ZYX (디폴트 값) | ZYX | ZYZ | ZXY | ZXZ | YXZ | YXY | YZX | YZY | XYZ | XYX | XZY | XZX

오일러 각도 자세 표현을 위한 회전 각도 시퀀스.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Attitude representation를 Euler angles로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: rotationOrder

유형: 문자형 벡터

값: 'ZYX' | 'ZYZ' |'ZXY' | 'ZXZ' | 'YXZ' | 'YXY' | 'YZX' | 'YZY' | 'XYZ' | 'XYX' | 'XZY' | 'XZX'

기본값: 'ZYX'

Initial body angular rates PQR — 초기 본체 고정 각속도

[0, 0, 0] (디폴트 값) | 요소를 3개 가진 벡터 | numSat×3 배열

Attitude reference coordinate frame에 대한 초기 본체 고정 각속도(PQR).

조정 가능: Yes

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: attitudeRate

유형: 문자형 벡터

값: | 3개 요소 벡터 | numSatx3 배열

기본값: [0, 0, 0]

Include gravity gradient torque — 중력 기울기 토크를 활성화하는 옵션

켜짐 (디폴트 값) | 꺼짐

블록 회전 동역학 방정식에서 중력 기울기 토크를 사용하려면 이 체크박스를 선택하세요. 그렇지 않으면 이 체크박스의 선택을 해제하십시오.

조정 가능: Yes

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: angAccelOut

유형: 문자형 벡터

값: 'on' | 'off'

기본값: 'on'

중심 천체

Central body — 우주선이 공전하는 천체

Earth (디폴트 값) | Moon | Mercury | Venus | Mars | Jupiter | Saturn | Uranus | Neptune | 사용자 지정

우주선이 공전하는 천체로, Earth, Moon, Mercury, Venus, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune 또는 Custom로 지정됩니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: centralBody

유형: 문자형 벡터

값: 'Earth' | 'Moon' |'Mercury' | 'Venus' | 'Mars' | 'Jupiter' | 'Saturn' | 'Uranus' | 'Neptune' | 'Custom' |

기본값: 'Earth'

Rotational rate — 회전 속도

4.06124975e-3 (디폴트 값) | 스칼라

스칼라로 지정된 사용자 정의 중심 천체의 회전 속도입니다.

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Central body를 Custom로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: 'customOmega'

유형: 문자형 벡터

값: '4.06124975e-3' | 스칼라

기본값: '4.06124975e-3'

Use Earth orientation parameters (EOPs) — 지구 방향 파라미터를 사용하는 옵션

켜짐 (디폴트 값) | 꺼짐

ICRF와 고정 프레임 좌표계 간 변환에 지구 방향 파라미터를 사용하려면 이 체크박스를 선택하세요. 그렇지 않으면 이 체크박스의 선택을 해제하십시오.

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Central body를 Earth로 설정하세요.

또한 다음 기준 중 하나를 충족해야 합니다.

• State vector output coordinate frame는 Fixed-frame로 설정됩니다.

• Attitude reference coordinate frame는 Fixed-frame 또는 NED로 설정됩니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: useEOPs

유형: 문자형 벡터

값: 'on' | 'off'

기본값: 'on'

IERS EOP data file — 지구 방향 데이터

aeroiersdata.mat (디폴트 값) | MAT 파일

MAT 파일에 지정된 지구 방향 데이터의 사용자 정의 목록입니다.

종속성

이 파라미터를 활성화하려면:

• Use Earth orientation parameters (EOPs) 체크박스를 선택하세요.

• Central body를 Earth로 설정합니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: eopFile

유형: 문자형 벡터

값: 'aeroiersdata.mat' | MAT 파일

기본값: 'aeroiersdata.mat'

Input Moon libration angles — 달의 칭동 오일러 각도 비율

꺼짐 (디폴트 값) | 켜짐

달 방향에 대한 오일러 좌표각(φ θ ψ)을 지정하려면 이 체크박스를 선택하세요. 그렇지 않으면 이 체크박스의 선택을 해제하십시오.

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Central body를 Moon로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: useMoonLib

유형: 문자형 벡터

값: 'off' | 'on'

기본값: 'off'

Output quaternion (ICRF to Fixed-frame) — 출력 변환 쿼터니언 포트를 추가하는 옵션

꺼짐 (디폴트 값) | 켜짐

ICRF에서 고정 프레임 좌표계로의 쿼터니언 변환을 위한 출력 변환 쿼터니언 포트를 추가하려면 이 체크박스를 선택합니다. 그렇지 않으면 이 체크박스의 선택을 해제하십시오.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: outputTransform

유형: 문자형 벡터

값: 'off' | 'on'

기본값: 'off'

Central body spin axis source — 중심 천체 회전 소스

Port (디폴트 값) | Dialog

중심 천체 회전축 소스는 Port 또는 Dialog로 지정됩니다. 블록은 스핀 축을 사용하여 ICRF에서 사용자 정의 중심 천체의 고정 프레임 좌표계로의 변환을 계산합니다.

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Central body를 Custom로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: cbPoleSrc

유형: 문자형 벡터

값: 'Port' | 'Dialog'

기본값: 'Port'

Spin axis right ascension (RA) at J2000 — J2000에서 중심 바디 회전축의 적경

317.68143 (디폴트 값) | double형 스칼라

J2000(2451545.0 JD, 2000년 1월 1일 12:00:00 TT)에서 중심 천체 회전 축의 적경은 double형 스칼라로 지정됩니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면:

• Central body를 Custom로 설정합니다.

• Central body spin axis source를 Dialog로 설정합니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: cbRA

유형: 문자형 벡터

값: '317.68143' | double형 스칼라

기본값: '317.68143'

Spin axis RA rate (deg/century) — 중심 천체 회전축의 적경률

-0.1061 (디폴트 값) | double형 스칼라

중심 천체 회전축의 적경률(단위: 세기당 지정된 각도)로, double형 스칼라로 지정됩니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면:

• Central body를 Custom로 설정합니다.

• Central body spin axis source를 Dialog로 설정합니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: cbRARate

유형: 문자형 벡터

값: '-0.1061' | double형 스칼라

기본값: '-0.1061'

Spin axis declination (Dec) at J2000 — J2000에서의 중심 천체 회전축의 편각

52.88650 (디폴트 값) | double형 스칼라

J2000(2451545.0 JD, 2000년 1월 1일 12:00:00 TT)에서의 중심 천체 회전축의 편각은 double형 스칼라로 지정됩니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면:

• Central body를 Custom로 설정합니다.

• Central body spin axis source를 Dialog로 설정합니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: cbDec

유형: 문자형 벡터

값: '52.88650' | double형 스칼라

기본값: '52.88650'

Spin axis Dec rate (deg/century) — 중심 천체 회전축의 편각률

-0.0609 (디폴트 값) | double형 스칼라

중심 천체 회전축의 편각률(단위: 세기당 지정된 각도)로, double형 스칼라로 지정됩니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면:

• Central body를 Custom로 설정합니다.

• Central body spin axis source를 Dialog로 설정합니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: cbDecRate

유형: 문자형 벡터

값: '-0.0609' | double형 스칼라

기본값: '-0.0609'

Initial rotation angle at J2000 — 중심 천체 x축의 회전 각도

176.630 (디폴트 값) | double형 스칼라

J2000(2451545.0 JD, 2000년 1월 1일 12:00:00 TT)에서 ICRF x-축에 대한 중심 천체 x-축의 회전 각도는 지정된 각도 단위로 double형 스칼라로 지정됩니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면:

• Central body를 Custom로 설정합니다.

• Central body spin axis source를 Dialog로 설정합니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: cbRotAngle

유형: 문자형 벡터

값: '176.630' | double형 스칼라

기본값: '176.630'

Rotation rate (deg/day) — 중심 천체 x축의 회전 속도

350.89198226 (디폴트 값) | double형 스칼라

ICRF x축(2451545.0 JD, 2000년 1월 1일 12:00:00 UTC)에 대한 중심 천체 x축의 회전 속도는 하루당 각도 단위의 double형 스칼라로 지정됩니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면:

• Central body를 Custom로 설정합니다.

• Central body spin axis source를 Dialog로 설정합니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: cbRotRate

유형: 문자형 벡터

값: '350.89198226' | double형 스칼라

기본값: '350.89198226'

Equatorial radius — 적도 반경

3396200 (디폴트 값) | double형 스칼라

double형 스칼라로 지정된 사용자 지정 중심 천체의 적도 반경입니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Central Body를 Custom로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: customR

유형: 문자형 벡터

값: '3396200' | double형 스칼라

기본값: '3396200'

Flattening — 행성의 평탄화

0.00589 (디폴트 값) | double형 스칼라

사용자 정의 중심 천체에 대한 행성의 평탄화는 double형 스칼라로 지정됩니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Central body를 Custom로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: customF

유형: 문자형 벡터

값: '0.00589' | double형 스칼라

기본값: '0.00589'

Gravitational parameter — 중력 파라미터

4.305e13 (디폴트 값) | double형 스칼라

double형 스칼라로 지정된 사용자 정의 중심 천체의 중력 파라미터입니다.

조정 가능: Yes

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 Central body를 Custom로 설정하세요.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: customMu

유형: 문자형 벡터

값: '4.305e13' | double형 스칼라

기본값: '4.305e13'

단위

Units — 파라미터 및 포트 단위

Metric (m/s) (디폴트 값) | Metric (km/s) | Metric (km/h) | English (ft/s) | English (kts)

파라미터 및 포트 단위는 표에 표시된 대로 지정됩니다.

단위	모멘트	질량	관성	거리	속도	가속도
Metric (m/s)	Newton-meter	Kilograms	Kilogram m2	meters	meters/sec	meters/sec2
Metric (km/s)	Newton-meter	Kilograms	Kilogram m2	kilometers	kilometers/sec	kilometers/sec2
Metric (km/h)	Newton-meter	Kilograms	Kilogram m2	kilometers	kilometers/hour	kilometers/hour2
English (ft/s)	Foot-pound	Slugs	Slug ft2	feet	feet/sec	feet/sec2
English (kts)	Foot-pound	Slugs	Slug ft2	nautical mile	knots	knots/sec

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: units

유형: 문자형 벡터

값: 'Metric (m/s)' | 'Metric (km/s)' | 'Metric (km/h)' | 'English (ft/s)' | 'English (kts)'

기본값: 'Metric (m/s)'

Angle units — 각도 단위

Degrees (디폴트 값) | Radians

각도에 대한 파라미터 및 포트 단위는 Degrees 또는 Radians로 지정됩니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: angleUnits

유형: 문자형 벡터

값: 'Degrees' | 'Radians'

기본값: 'Degrees'

Time format — 시작 날짜 및 시간 출력을 위한 시간 형식

Julian date (디폴트 값) | Gregorian

Start date/time (UTC Julian date) 및 출력 포트 t_utc의 시간 형식은 Julian date 또는 Gregorian로 지정됩니다.

프로그래밍 방식 사용

블록 파라미터: timeFormat

유형: 문자형 벡터

값: 'Julian date' | 'Gregorian'

기본값: 'Julian date'

알고리즘

지구 중심 좌표계

Attitude Dynamics 블록은 ICRF 및 고정 프레임 좌표계에서 작동합니다.

• ICRF — 국제 천체 기준 프레임. 이 프레임은 J2000(2000년 1월 1일 12:00:00 TT)에 구현된 ECI 좌표계와 동일한 것으로 간주될 수 있습니다. 자세한 내용은 ECI Coordinates 항목을 참조하십시오.

• 고정 프레임 - 고정 프레임은 중심 천체에 고정된 좌표계를 가리키는 일반적인 용어입니다. 시스템의 축은 중심 천체와 함께 회전하며 관성 공간에 고정되어 있지 않습니다. Use Earth orientation parameters (EOPs) 체크 박스가 선택되지 않은 경우 블록은 여전히 IAU2000/2005 감소를 사용하지만 지구 방향 파라미터는 0으로 설정됩니다.

  • Central Body 가 Earth이고 Use Earth orientation parameters (EOPs) 체크 박스가 선택된 경우, 달의 고정 프레임 좌표계는 평균 Mean Earth/pole axis (ME)입니다. 이 프레임은 두 가지 변환을 통해 실현됩니다. 먼저, ICRF 프레임의 값은 Principal Axis (PA) 시스템으로 변환됩니다. 주축은 블록에 입력으로 제공된 경사각에 의해 정의되는 축입니다(자세한 내용은 Moon Libration 참조). 그런 다음 상태는 "Report of the IAU/IAG Working Group on cartographic coordinates and rotational elements: 2006" [7]에 따른 고정 회전을 사용하여 ME 시스템으로 변환됩니다.

  • Central Body 가 Moon이고 Input Moon libration angles 체크 박스가 선택된 경우, 달의 고정 프레임 좌표계는 블록에 입력으로 제공된 경도각에 의해 정의된 좌표계입니다(자세한 내용은 Moon Libration 참조).

  • Central Body 가 Custom인 경우, 고정 프레임 좌표계는 블록 입력 α, δ, W 또는 스핀 축 속성에 의해 정의된 회전 극과 본초 자오선에 의해 정의됩니다. 다른 모든 경우에서 각 중심 천체의 고정 프레임은 "Report of the IAU/IAG Working Group on cartographic coordinates and rotational elements: 2006" [7]에 정의된 회전 극과 본초 자오선의 방향에 의해 정의됩니다.

비행체 중심 좌표계

Attitude Dynamics 블록 시스템은 본체 프레임, 북쪽-동쪽-아래쪽(NED), LVLH(Local Vertical Local Horizon) 좌표계에서 작동합니다.

• 동체 프레임 - 원점과 방향이 모두 움직이는 선박에 고정되어 있습니다. 자세한 내용은 Body Coordinates 항목을 참조하십시오.

• 북쪽-동쪽-아래쪽 - 항공기 또는 우주선의 중심이 원점에 고정된 비관성계입니다. 자세한 내용은 ECI Coordinates 항목을 참조하십시오.

• LVLH(Local Vertical Local Horizon) — 우주선 좌표계, 가우스 좌표계 또는 궤도 프레임이라고도 합니다. LVLH는 비행체 기동과 같은 상대 운동 연구에 일반적으로 사용되는 회전하고 가속하는 프레임입니다. 이 프레임의 축은 다음과 같습니다.

  • R-축 — 지구 중심을 기준으로 우주선 원점에서 바깥쪽을 향하는 위치 벡터입니다. 이 축을 따라 측정하는 것을 방사형 측정이라고 합니다.

  • S-축 — 오른손 좌표계를 완성합니다. 이 축은 속도 벡터의 방향을 가리키지만 원형 궤도의 경우에만 속도 벡터와 평행합니다. 이 축을 따라 측정하는 것을 트랙 방향 측정 또는 횡단 측정이라고 합니다.

  • W-축 — 궤도 평면에 수직인 지점. 이 축을 따라 측정하는 것을 교차 추적이라고 합니다.

회전 동역학

회전 동역학은 다음에 의해 제어됩니다.

$${\dot{\overrightarrow{\omega }}}_{b_{icrf}}=\left[\overrightarrow{M_b}-{\overrightarrow{\omega }}_{b_{icrf}}\times \left(I_{mom}{\overrightarrow{\omega }}_{b_{icrf}}\right)-{\dot{I}}_{mom}{\overrightarrow{\omega }}_{b_{icrf}}\right]\text{inv}\left(I_{mom}\right)$$

$${\dot{\overrightarrow{\omega }}}_{b_{icrf}}\underset{\text{integrate}}{\Rightarrow }{\overrightarrow{q}}_{b_{icrf}},{\overrightarrow{\omega }}_{b_{icrf}},$$

각 요소는 다음과 같습니다.

• $${\overrightarrow{M}}_b$$는 본체 모멘트 성분입니다.

• $$I_{mom}$$는 우주선 관성 텐서 행렬입니다.

Mass type가 Fixed이면 $${\dot{I}}_{mom}$$는 0이 됩니다.

Mass type가 Simple Variable일 때, 이 방정식은 관성 텐서의 변화율을 추정합니다.

$${\dot{I}}_{mom}=\frac{I_{full}-I_{empty}}{m_{full}-m_{empty}}\dot{m}$$

이 방정식은 쿼터니언 벡터의 변화율을 나타냅니다.

$$\left[\begin{array}{c}{\dot{q}}_0\\ {\dot{q}}_1\\ {\dot{q}}_2\\ {\dot{q}}_3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}0& {\omega }_b\left(1\right)& {\omega }_b\left(2\right)& {\omega }_b\left(3\right)\\ -{\omega }_b\left(1\right)& 0& -{\omega }_b\left(3\right)& {\omega }_b\left(2\right)\\ -{\omega }_b\left(2\right)& {\omega }_b\left(3\right)& 0& -{\omega }_b\left(1\right)\\ -{\omega }_b\left(3\right)& -{\omega }_b\left(2\right)& {\omega }_b\left(1\right)& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{q}_0\\ q_1\\ q_2\\ q_3\end{array}\right]$$

참고 문헌

[1] Vallado, David. Fundamentals of Astrodynamics and Applications. 4th ed. Hawthorne, CA: Microcosm Press, 2013.

[2] Vepa, Ranjan. Dynamics and Control of Autonomous Space Vehicles and Robotics. New York: Cambridge University Press, 2019.

[3] Stevens, Frank L., and Brian L. Stevens. Aircraft Control and Simulation. 2nd ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003.

[4] Gottlieb, R. G. Fast Gravity, Gravity Partials, Normalized Gravity, Gravity Gradient Torque and Magnetic Field: Derivation, Code and Data. NASA Contractor Report 188243. Houston: NASA, February 1993.

[5] Seidelmann, P. Kenneth et al. "Report of the IAU/IAG Working Group on Cartographic Coordinates and Rotational Elements: 2006." Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy 98 (2007): 155.

[6] Standish, E. M. "JPL Planetary and Lunar Ephemerides." DE405/LE405. Interoffice memorandum. JPL IOM 312.F-98-048. August 26, 1998.

확장 기능

C/C++ 코드 생성
Simulink® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.

버전 내역

R2023a에 개발됨

참고 항목

Attitude Profile (Nadir Pointing) | Spacecraft Dynamics