Aerospace Blockset

 

Aerospace Blockset

항공우주 비행체의 동역학을 모델링, 시뮬레이션 및 분석할 수 있습니다.

시작하기:

    대기권 비행체 모델링

블록을 사용하여 대기권 비행 플랫폼의 동역학을 모델링하고, 시뮬레이션을 수행하고, 다양한 비행 및 환경 조건에서 시스템의 거동을 이해할 수 있습니다.

점질량, 3DoF 및 6DoF 운동 방정식

운동 방정식 블록을 사용하여 고정 또는 가변 질량 대기권 비행체의 점질량과 3DoF 및 6DoF 동역학을 모델링하고 시뮬레이션할 수 있습니다. 강체의, 바람의, 그리고 ECEF(지구중심고정) 좌표계에서의 운동 방정식 표현을 정의할 수 있습니다. 좌표계 간의 변환을 수행하고 단위 변환을 수행하여 모델의 일관성을 확보할 수 있습니다.

화살표로 6자유도를 표시한 비행체의 3D 표현.

항공우주 비행체의 물체 고정 좌표계.

Data Compendium 미계수

디지털 DATCOM(Data Compendium) 공기역학 계수를 MATLAB®으로 가져와 고정익 비행체의 형상을 모델링할 수 있습니다. 그런 다음 Simulink®에서 비행체의 공기력 및 모멘트를 시뮬레이션할 수 있습니다.

DATCOM 공기역학 계수를 가져와서 만든 고정익 항공기의 비행 장면.

DATCOM 공기역학 계수 사용의 예.

참조 응용 사례

즉시 시뮬레이션 가능한 예제를 통해 항공기 동역학 모델링에서 Aerospace Blockset이 어떻게 사용되는지를 살펴볼 수 있습니다.

배터리 용량 및 페이로드에 대한 스윕을 플롯으로 보여주는 하이브리드 전기 항공기 모델.

하이브리드 항공기의 동역학 모델링 예.

우주선 시뮬레이션

CubeSat Vehicle 및 Spacecraft Dynamics 라이브러리 블록으로 소형 위성의 운동과 동역학을 모델링, 시뮬레이션, 분석 및 시각화할 수 있습니다. 태양계 천체력 데이터를 사용하여 주어진 율리우스 적일의 천체 위치와 속도를 계산하고 지구 장동과 달의 칭동을 나타낼 수 있습니다.

CubeSat 및 우주선 동역학

위성과 위성군의 운동과 동역학을 모델링할 수 있습니다. 다양한 수준의 충실도에서 궤도를 전파하고 비행체 자세 기동에 필요한 회전을 계산할 수 있습니다. Aerospace Toolbox의 satelliteScenario 객체를 이용하여 궤적을 시각화하고 하이 레벨 임무 계획을 수행할 수 있습니다.

Orbit Propagator 블록으로 모델링된 위성군의 시각화.

행성 천체력

NASA의 JPL(Jet Propulsion Laboratory)에서 얻은 체비쇼프 계수로 Simulink를 사용하여 주어진 율리우스 적일의 특정 중심 객체를 기준으로 한 태양계 천체의 상대적 위치와 속도를 나타낼 수 있습니다. 또한 지구 장동과 달의 칭동을 수용하여 모델의 정확도를 개선할 수도 있습니다.

천체의 움직임을 계산하고 지구 장동과 달의 칭동을 구현하는 블록.

태양계 천체의 특성을 나타내는 블록.

참조 응용 사례

즉시 시뮬레이션 가능한 우주선 예제로 시작할 수 있습니다.

Orbit Propagator 블록이 있는 Simulink 모델.

위성 궤도에 대한 하이 레벨 임무 계획을 제공하는 즉시 시뮬레이션 가능한 예제.

GNC 및 비행 분석

템플릿과 함수를 사용하여 항공우주 비행체의 동적 응답에 대한 고급 분석을 수행하고, GNC 블록을 사용하여 해당 비행체의 비행을 제어 및 조정할 수 있습니다.

GNC(유도항법제어)

유도 블록을 사용하여 두 비행체 간 거리를 계산하고, 항법 블록을 사용하여 가속도계, 자이로스코프 및 IMU(관성 측정 장치를 모델링하고, 제어기 블록을 사용하여 항공우주 비행체의 움직임을 제어할 수 있습니다.

손바닥 크기의 드론에 대한 GNC 모델의 예.

비행 조종 분석

Aerospace Blockset 및 Simulink Control Design™을 사용하여 항공우주 비행체의 동적 응답에 대한 고급 분석을 수행할 수 있습니다. 템플릿을 사용하여 시작하고, MIL-F-8785C 및 MIL-STD-1797A 표준을 기반으로 Simulink에서 모델링된 기체의 비행성을 함수를 사용하여 계산하고 분석할 수 있습니다.

6DoF De Havilland Beaverd의 비행성 분석을 위한 Simulink 모델의 예.

내장된 템플릿을 사용하여 분석을 시작합니다.

환경 모델

검증된 환경 모델을 사용하여 표준 대기, 중력 및 자기장 프로파일을 나타내고 표준 바람 조건을 구현할 수 있습니다.

대기

(ISA(International Standard Atmosphere) 및 1976 COESA(Committee on Extension to the Standard Atmosphere) 대기 모델과 같은 대기 표준의 수학적 표현을 구현하는 블록을 사용할 수 있습니다.

비행 중인 De Havilland Beaver 및 COESA Atmosphere Model 블록.

COESA 대기 모델을 사용하는 De Havilland Beaver의 예.

중력 및 자기장

표준 모델을 사용하여 중력과 자기장을 계산할 수 있습니다. 환경 라이브러리의 블록을 통해 EGM2008, WMM2020, IGRF13 등의 Earth Geopotential Model, World Magnetic Model 및 International Geomagnetic Reference Field를 구현할 수 있습니다. 애드온 탐색기에서 지오이드 데이터를 다운로드하여 높이와 기복을 계산할 수도 있습니다.

13세대 International Geomagnetic Reference Field를 사용한 지구 자기장 강도.

IGRF-13 자기장 모델을 이용하여 지구의 자기장과 영년 변화를 계산합니다.

바람

MIL-F-8785C 및 MIL-HDBK-1797 표준과 U.S. Naval Research Laboratory HWM(Horizontal Wind Model)의 수학적 표현을 포함하여 비행 시뮬레이션에서 바람이 미치는 영향을 추가할 수 있습니다.

시뮬레이션된 급변풍(wind shear), 돌풍 및 난기류 상황에서의 HL-20 착륙. 

비행 시각화

표준 조종석 비행 계기를 사용하거나 시뮬레이션을 FlightGear 비행 시뮬레이터에 연결하여 비행체의 비행 동역학을 시각화할 수 있습니다.

비행 계기

비행 계기 블록을 사용하여 항법 변수를 표시할 수 있습니다. 비행 계기 라이브러리에서 사용할 수 있는 블록에는 대기속도계, 승강계, 배기가스 온도계, 고도계, 인공 지평선 및 선회계가 있습니다.

비행 계기 블록을 사용한 비행 데이터 보기.    

비행 시뮬레이터 인터페이스

FlightGear의 비행 시뮬레이터 인터페이스를 사용하여 3D 환경에서 항공우주 비행체의 동역학을 시각화할 수 있습니다. NASA의 HL-20 리프팅 바디 재진입 비행체를 사용하는 예를 실행하여 시작할 수 있습니다.

FlightGear 인터페이스를 사용하여 Simulink에서 모델링된 항공기의 시각화.

FlightGear를 사용한 HL-20 시뮬레이션의 시각화 예.

비행체 구성요소

선형 및 비선형 액추에이터, 인간 조종사 동작, 엔진 시스템 같은 비행체 구성요소를 모델링할 수 있습니다.

액추에이터

고유 주파수, 감쇠비, 레이트 제한 및 변위 제한에 기반하여 선형 및 비선형 액추에이터를 나타낼 수 있습니다.

단일 입력 및 출력을 보여주는 Nonlinear Second-Order Actuator 블록.

동역학 도출 없이 비선형 액추에이터를 모델링합니다.

조종사 모델

전달 함수를 사용하여 조종사의 반응 시간을 나타냄으로써 동적 모델에 조종사 응답을 포함할 수 있습니다. 조종사 모델 라이브러리에는 Tustin, 정밀 및 크로스오버 모델을 구현하는 세 개의 블록이 있습니다.

두 개의 입력과 한 개의 출력을 보여주는 Tustin Pilot Model 블록.

Tustin 조종사 모델에 대한 전달 함수를 나타내는 블록.

엔진 시스템

Turbofan Engine System 블록은 특정 스로틀 위치, 마하수 및 고도에서의 제어되는 터보팬 엔진 시스템의 추력 및 연료 질량 유량을 계산할 수 있습니다.

엔진의 추력과 연료 유량을 계산하는 Turbofan Engine System 블록.

엔진과 제어기를 모두 포함하는 Turbofan Engine System 블록.

대한항공의 모델 기반 설계를 사용한 UAV 비행 조종 소프트웨어 개발 및 검증 속도 단축 사례

대한항공은 비행 조종 법칙과 운용 로직을 설계 및 시뮬레이션하고 생산 코드를 생성 및 검증하고 HIL 테스트를 수행했습니다.