Procedimiento para simular dinámicas de vuelo no lineales

Estoy tratando de simular F/A-18 Hornet en Simulink. Entonces, así es como he hecho el modelo:

  • En primer lugar, los parámetros de vuelo iniciales (alfa, beta, V (magnitud), rho) se calculan en función de los valores iniciales de los estados.
  • Luego, estos parámetros, junto con los valores iniciales de los estados, se utilizan para calcular las fuerzas y momentos aerodinámicos.
  • Como las fuerzas y los momentos aerodinámicos están en los ejes de viento, los transformé de viento a cuerpo usando alfa y beta.
  • Luego, la fuerza de gravedad, que se transforma del marco NED al marco del cuerpo, se agrega a la fuerza aerodinámica transformada.
  • De manera similar, se agrega la fuerza de empuje, asumiendo que el empuje es solo en la dirección X (estructura del cuerpo), y no se genera ningún momento a causa de ello.
  • Luego, la fuerza y ​​el momento totales se envían al bloque de cuaterniones 6-DOF de ejes del cuerpo presente en Simulink, lo que me proporciona los estados para la siguiente iteración y el proceso continúa.

Señale cualquier error que descubra en el proceso de iteración mencionado anteriormente. Ahora, para verificar si el modelo es correcto o no, planeé dar condiciones iniciales como condición de ajuste, y si el modelo es correcto, el avión debería volar en el vuelo de nivel estable. El punto de corte es:

 V = 300.92 ft/s
 [phi, theta, psi] (in rads) = [0, 0.1745, 0] (pitch is 10 degrees)
 [p, q, r] = [0, 0, 0]
 alpha = 0.1745;
 beta = 0;

Dadas estas condiciones iniciales, el avión vuela a un nivel de vuelo estable. Entonces, ¿es suficiente este proceso de verificación del modelo? De lo contrario, describa el proceso que puedo usar para verificar mi modelo. ¡Gracias por la ayuda!

PD: Referencia para el modelo aerodinámico de FA-18 Hornet: - A. Chakraborty, P. Seiler y GJ Balas, "Susceptibility of f/a-18 flight controllers to the falls-leaf mode: Linear analysis", Diario de orientación , control y dinámica, vol. 34, núm. 1, págs. 57 a 72, 2011.

Oh hombre, esa pregunta parece estar más allá del alcance de lo que este formato en línea en particular está realmente optimizado, pero espero que obtengas algunas respuestas útiles de todos modos.
¡Ups! ¿Conoces alguna plataforma online donde se puedan hacer este tipo de preguntas?
No fue mi intención desanimarte de preguntar aquí; He visto algunas preguntas que eran algo similares. Lo siento, no puedo ayudar con sugerencias de dónde más preguntar.
La mayor parte de la base de datos aerodinámica está en el eje de estabilidad. Comprueba que el tuyo esté en el eje del viento. No estoy seguro de lo que quiere decir con "comprobar si su modelo es correcto". ¿Qué regímenes de vuelo quieres comprobar y con qué fidelidad? La mayoría de las desviaciones tienen que ver con sus modelos aerodinámicos, de tren de aterrizaje y de propulsión.
@JZYL He mencionado el documento de referencia en mi pregunta. El documento proporciona un modelo aerodinámico para calcular CL, CD, CY, Cl, Cm y Cn. Sé que todos estos coeficientes están definidos en los ejes del viento "solo" (corrígeme si me equivoco). Entonces, ¿eso significa que el modelo aerodinámico está en Wind Axes? Quiero simular un evento de atasco de ascensor. ¿Puede dar más detalles sobre las desviaciones de las que habla en la última línea? ¿Qué tipos de desviaciones y desde dónde?

Respuestas (1)

No soy un experto en dinámica de vuelo, pero permítanme dar una respuesta muy general sobre la verificación de un sistema dinámico no lineal. considera que tienes el sistema no lineal X ˙ = F ( X ) .

Este sistema puede tener múltiples puntos de equilibrio, que son los X valores tales que F ( X ) = 0 . Ha comprobado que uno de los puntos de equilibrio deseados es en realidad un punto de equilibrio en su simulación. Así que eso es bueno. Pero, ¿su sistema tiene más de un punto de equilibrio? si es así, probablemente quieras revisarlos todos.

A continuación, desea comprobar la estabilidad de los puntos de equilibrio. lo has comprobado F ( X ) = 0 para un punto de equilibrio. Debe verificar qué sucede con una pequeña perturbación, digamos X 0 = X + ϵ . Si se supone que el punto de equilibrio es estable, entonces debe verificar que después de un tiempo, el sistema haya vuelto al equilibrio. Si se supone que el punto de equilibrio es inestable, debe verificar que el sistema se haya desviado del punto de equilibrio.

Pero incluso eso no es suficiente. También es necesario comprobar las tasas de convergencia o divergencia. es decir, cerca del punto de equilibrio, puede linealizar el sistema y encontrar los valores propios. es decir, si se encuentra en una pequeña perturbación lejos de un equilibrio estable, espera que el sistema se acerque al equilibrio a una cierta tasa, digamos X = X 0 mi − λ t . Debe verificar que la simulación coincida con la tasa esperada.

Entonces, para resumir, debe verificar que su simulación tenga el número correcto de puntos de equilibrio, que la estabilidad de cada punto de equilibrio sea correcta y que los valores propios cerca de cada punto de equilibrio sean correctos.

¡Gracias por explicar una forma más robusta de verificar mi modelo!
Procedimiento para simular dinámicas de vuelo no lineales
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v