悉尼大学的学生在可变稳定飞行模拟器中体验飞行动力学

挑战

为航空航天工程学生提供飞行动力学原理的实践经验

解决方案

使用MathWorks工具,开发出全动飞行模拟器,让学生在实验室练习和论文项目中使用

结果

  • 关键概念更深入的了解
  • 领导机构的职业机会
  • 加快发展

“我们使用MathWorks工具构建的VSFS使工程专业的学生能够看到和感受到控制设计参数变化对飞机飞行的直接影响。这种体验的成分导致我们的学生在学习上有了很大的提高。”

彼得Gibbens博士,悉尼大学
吉本斯博士和学生们在飞行模拟器外面。

悉尼大学航空航天、机械和机电工程学院(SAMME)的学生有一个独特的机会来体验设计决策对飞行稳定性的影响。使用全动态、三自由度的飞行模拟器,他们可以感受到飞机在一系列环境条件、飞机配置和控制设计下如何响应他们的控制。

SAMME教师和学生建立了使用液压,结构,以及退役QANTAS模拟训练器,具有实时系统取代了原有的模拟监控系统开发使用MathWorks工具驾驶舱变稳飞行模拟器(VSFS)。

SAMME的金宝app高级讲师Peter Gibbens博士说:“有了Simulink,整个VSFS的设计都是图形化的,便于学生理解。”“金宝appSimulink模型也让我们可以很容易地设计和架构VSFS,然后使用Simulink编码器和Simulink Real-Time来快速实现系统,这是VSFS的有效核心。”创建和原型化控制系统,并观察它们的实际行为是最有效的设置。”

挑战

虽然工科学生理解控制系统理论,但他们缺乏来自实际飞行经验的飞行稳定性直觉。

Gibbens和他的同事在SAMME所需的工具复杂,足以让他们又设计并实现实时VSFS系统不够直观,让学生学得很快。“对于拿出学生车速需时太长用C时,” Gibbens解释。

该学院有200多名本科生,此外还有研究生和教师从事VSFS的工作,因此需要使用许多工作站的工具。

解决方案

悉尼大学获得了全校范围的许可证,使学生和教师都能使用MATLAB®,仿金宝app真软件®, 金宝appSimulink编码器™,以及校园范围内的配套产品。下载188bet金宝搏

Gibbens和研究生Alex Scamps使用Simulink设计了一个控制系统模型,该模型以飞行金宝app员的轭架运动为输入,驱动液压系统上的伺服执行器来响应驾驶舱内的运动。仿真之后,他们使用Simulink编码器生成代码,并使用金宝appSimulink real - time™实时运行这些代码。

它们使用相同的方法来开发用于环境条件,如湍流VSFS模块,以及用于飞机本身,其中包括运动的完整方程和飞机的空气动力学特性。

SAMME的教师使用模拟器来强化课堂上教授的概念。在飞行力学1例如,学生使用MATLAB完成关于飞行动力学、空气动力学对飞机运动的影响、飞行稳定性和飞机运动模式的作业。之后,他们在VSFS中进行了飞机模拟。在进行机动时,指导员会改变刚度、阻尼和其他气动参数,以帮助学生了解这些参数的变化如何影响操纵。

对于飞行力学2学生使用MATLAB和控制系统工具箱™开发的飞行控制系统和自动驾驶系统。每个教练批准的控制设计嵌入到VSFS。学生再飞一次仿真,其设计的性能和稳定的特点与标准控制设计比较。

谁拿学生先进的飞行力学学习飞行测试程序的原则。他们使用MATLAB和信号处理工具箱™为他们评估加速度计和其他测试传感器的特性进行滤波和功率谱分析。模拟飞行测试项目,并使用回归技术验证飞机模型后,他们用控制系统工具箱开发的飞行控制系统,并在VSFS测试。

许多学生使用MathWorks产品来完成他们的本科和研究下载188bet金宝搏生毕业论文项目。这些项目包括增加或改善的VSFS的斜翼飞机,模型;升降体飞机,如NASA HL-10和HL-20;与F-16战斗机。

结果

  • 关键概念更深入的了解。“有了VSFS,学生们可以直接体验Simulink模型的变化如何影响飞机操纵,”Gibbens说。金宝app“根据在模拟器上前后进行的测试,我们发现飞行模拟实验室的练习能将学生对关键概念的理解提高10%至15%。”

  • 领导机构的职业机会。“中心与上有关航天项目VSFS和MathWorks产品应用经验,我们的节目生产的优秀毕业生与先进的分析和设计技能,” Gibbens说下载188bet金宝搏。“我们的许多工程专业的毕业生都去了工作机构,如CAE,一个领先的航空模拟公司,以及澳大利亚国防科学与技术组织。”

  • 加快发展。“有了Sim金宝appulink,你可以查看设计并很快理解系统的架构和信息流,然后在几分钟内,将设计转换成实时代码,”Gibbens说。“你可以直接用代码开发系统,但你要花上千倍的时间。”

悉尼大学是全世界1300所大学提供给MATLAB和Simulink校园范围内的访问之一。金宝app随着跨院许可证,研究人员,教师和学生有机会获得的产品的通用配置,在最新版本的水平,任何地方使用,在教室里,在家里,在实验室还是在现场。下载188bet金宝搏