Aerospace Blockset

주요 업데이트

 

Aerospace Blockset

항공우주 비행체 역학 모델링, 시뮬레이션 및 분석

 

Aerospace Blockset™은 항공우주 비행체를 모델링, 시뮬레이션 및 분석하기 위한 Simulink® 블록을 제공합니다. 비행동역학, 비행 환경의 검증된 모델 및 조종사 행동을 결합한 다음, 모델을 FlightGear Flight Simulator에 연결하여 시뮬레이션 결과를 시각화할 수 있습니다.

Aerospace Blockset로 공기 역학 계수 또는 Datcom 자료를 사용하여 고정익, 회전익 및 다중 로터 비행체를 모델링할 수 있습니다. 사전 구성된 구성 요소 라이브러리를 사용하여 GNC 알고리즘을 설계하고 액츄에이터 역학 및 추진력 서브시스템을 모델링할 수 있습니다. 내장된 항공우주 수학 연산과 좌표 시스템 및 공간 변환을 사용하여 3자유도(3DOF) 및 6자유도(6DOF) 입체의 동작을 설명할 수 있습니다.

Blockset는 대기, 중력, 바람, 지오이드 높이 및 자기장에 대한 검증된 환경 모델을 포함하여 비행 조건을 나타내고 시뮬레이션 충실도를 향상시킵니다. 비행체 제어 분석 도구를 사용하여 항공우주 비행체의 동적 반응 및 비행 품질을 분석할 수 있습니다. 분석을 완료하려면 표준 조종석 계측 장비가 있는 Simulink에서 사전 구성된 FlightGear Flight Simulator 인터페이스를 직접 사용하여 비행기에서 비행체를 시각화할 수 있습니다.

항공우주 비행체 모델링

블록을 사용하여 항공우주 비행체의 역학을 모델링하고, 시뮬레이션을 수행하고, 다양한 비행 및
환경 조건
에서 시스템 동작을 이해합니다.

질점 운동 방정식

4차 및 6차 질점 블록을 사용하여 단일 또는 다중 질점에 대해 적용된 힘과 변환 또는 조정된 동작을 모델링합니다. 협업 제어 기능이 있는 여러 항공기를 사용하는 예를 열어 이러한 블록을 사용할 수 있는 방식을 봅니다.

협업 제어 기능이 있는 다중 항공기의 예.

3DoF, 6DoF 운동 방정식

운동 방정식 블록을 사용하여 고정 및 가변 질량으로 3 및 6 자유도 운동 방정식을 시뮬레이션합니다. 입체, 바람 및 지구 중심 지구 고정(ECEF) 좌표 시스템에서 운동 방정식의 표현을 정의합니다.

항공우주 좌표 시스템.

DATCOM 자료

Datcom 자료를 MATLAB®에 가져와서 Simulink®에서 비행체의 공기력과 공력 모멘트를 시뮬레이션합니다. Swineworks D-200 Sky Hogg 경비행기를 모델링하는 예를 열어 이 블록이 사용되는 방식을 봅니다.

Datcom 공기 역학 계수 사용의 예.

GNC 및 비행기 분석

템플릿 및 함수를 사용하여 항공우주 비행체의 동적 반응에 대한 고급 분석을 수행하고, 유도항법제어(GNC) 블록을 사용하여 비행기를 제어하고 조정합니다. 

비행기 제어 분석

Aerospace Blockset 및 Simulink Control Design™을 사용하여 항공우주 비행체의 동적 반응에 대한 고급 분석을 수행합니다. 템플릿을 사용하여 시작하고 함수를 사용하여 Simulink에서 모델링된 기체의 비행 품질을 계산하고 분석합니다.

내장된 템플릿을 사용하여 분석 시작.   

유도항법제어(GNC)

유도 블록을 사용하여 두 비행체 간 거리를 계산하고, 항법 블록을 사용하여 가속도계, 자이로스코프 및 관성측정장치(IMU)를 모델링하고, 컨트롤러 블록을 사용하여 항공우주 비행체의 움직임을 제어합니다.

손바닥 크기 드론용 GNC의 예.        

환경 모델

검증된 환경 모델을 사용하여 표준 대기, 중력 및 자기장 프로파일을 나타내고 표준 바람 조건을 구현합니다.

대기

국제 표준 대기(ISA) 및 1976 COESA(Committee on Extension to the Standard Atmosphere) 대기 모델과 같은 대기 표준의 수학적 표현을 구현하는 블록을 사용합니다.

COESA 대기 모델 사용의 예.    

중력과 자기장

1984 세계지구좌표시스템, 1996 지구 중력장 모델(EGM96) 또는 WMM(World Magnetic Models)과 같은 표준을 사용하여 중력과 자기장을 계산하고 천체 위치표 데이터를 다운로드하여 지오이드 높이와 파동을 계산합니다.

중력 및 자기장 모델 포함.  

바람

MIL-F-8785C 및 MIL-HDBK-1797 표준과 미해군 HWM(Horizontal Wind Models)에서의 수학적 표현을 포함하여 비행 시뮬레이션에서 바람의 영향을 추가합니다.

윈드시어, 돌풍 및 난기류가 있을 때 HL-20의 이착륙.    

비행 시각화

표준 조종석 비행 계측 장비를 사용하고 시뮬레이션을 FlightGear Flight Simulator에 연결하여 비행체의 비행을 시각화합니다.

비행 계측 장비

비행 계측 장비 블록을 사용하여 항법 변수를 표시합니다. 비행 계측 장비 라이브러리에서 사용할 수 있는 블록은 대기속도, 상승률 및 배기가스 온도 표시기, 고도계, 인공 수평선, 턴 코디네이터(TC) 등을 포함합니다.

비행 계측 장비 블록을 사용하는 비행 데이터 보기.    

비행 시뮬레이터 인터페이스

FlightGear 비행 시뮬레이터에 3D 환경에서 항공우주 비행체 동역학을 시각화할 수 있는 블록을 사용합니다. NASA의 HL-20 리프팅 바디 재진입 비행체를 사용하는 예를 실행하여 시작합니다.

HL-20 시뮬레이션 시각화의 예.    

비행체 구성요소

블록을 사용하여 선형 및 비선형 액츄에이터, 인간의 파일럿 동작 및 엔진 시스템과 같은 차량 구성 요소를 모델링합니다.

액츄에이터

고유 진동수, 감쇠비 및 포화, 비율 및 편향 한계에 기반하여 선형 액츄에이터와 비선형 액츄에이터를 나타냅니다.

핀 역학을 비선형 액츄에이터로 모델링.    

파일럿 모델

전달 함수를 사용하여 반응 시간을 나타냄으로써 동적 모델에 파일럿 반응 전달을 포함합니다. 파일럿 모델 라이브러리는 Tustin, 정밀 및 크로스오버 모델을 구현하는 세 개의 블록을 포함합니다.

Tustin 파일럿 모델의 전달 함수.    

엔진 시스템

터보팬 엔진 시스템 블록은 특정 스로틀 위치, 마하수 및 고도에서 터보팬 엔진과 컨트롤러의 연료 흐름 추력 및 무게를 계산합니다.

엔진과 컨트롤러를 모두 포함하는 블록. 
    

행성 천체 위치표

태양계 천체 위치표 데이터를 사용하여 지정된 율리우스력 날짜의 행성 위치와 속도를 계산하고 지구 장동과 달 칭동 운동을 설명합니다.

천체 현상 블록 라이브러리

NASA의 JPL(Jet Propulsion Laboratory)에서 얻은 체비셰프 계수로, Simulink를 사용하여 지구 장동과 달 칭동뿐만 아니라, 지정된 율리우스력 날짜에 지정된 중심 물체에 상대적인 태양계 천체의 위치와 속도를 설명할 수 있습니다.

NASA의 JPL에서 제공한 계수를 사용하는 블록.    

최신 기능

비행 제어 분석 도구

항공우주 비행체의 동적 반응 및 비행 품질 분석

지구 방향 모수

극운동, 천체 중앙 극의 변위 조절 그리고 UT1과 UTC 간의 차이를 계산

초음파 대기속도 정정

동등한 대기속도, 보정된 속도 또는 실제 대기속도 간 전환

운동 방정식 상태 이름

항공우주 특정 강체 상태 이름을 지정하여 선형화 프로세스 단순화

FlightGear 인터페이스

비행 시뮬레이터 블록을 통해 버전 2018.1에 대한 지원을 포함합니다.

이러한 특징 및 해당 함수에 대한 자세한 내용은 릴리스 노트를 참조하십시오.

대한항공

"MATLAB 및 Simulink를 활용함으로써 모델 재사용 및 효율성 향상이 가능해져 시간 및 비용을 절감할 수 있게 되었습니다. 모델 기반 설계 덕분에 수작업 코딩보다 소요 시간이 50% 이상 단축되고 프로젝트의 복잡성이 줄어들었습니다."

대한한공, 문적호

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Aerospace Blockset 기술 전문가, Greg Drayer Andrade에게 문의

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