航空航天工具箱

使用参考标准和模型分析和可视化航空航天车辆运动

航空航天工具箱提供了工具和功能,用于分析航空航天飞行器的导航和环境,并使用标准座舱仪器或飞行模拟器可视化其飞行。它可以让您导入数据纲要(Datcom)文件直接到MATLAB®代表车辆的空气动力学并结合大气、重力、风、大地水准面高度和磁场的验证环境模型。您可以使用内置的航空数学运算、坐标系统和空间转换来评估车辆的运动和方向。您可以直接从MATLAB与标准座舱仪器和使用预先构建的FlightGear飞行模拟器接口可视化飞行中的车辆。

开始:

车辆运动分析

利用航天坐标系变换、飞行参数和四元数数学,在MATLAB中分析飞行器的飞行动力学和运动。

坐标系统转换

使用坐标系统功能来标准化描述飞行动力学和运动的数据单元,转换空间表示和坐标系统,并描述三度和六度运动物体的行为。

示例叠加模拟和实际飞行数据。

飞行参数

使用函数来估计气动飞行参数,如空速、入射角和侧滑角、马赫数、相对压力、密度和温度比。

执行滑翔计算的例子。

四元数的数学

使用内置的四元数函数来计算它们的范数、模、自然对数、积、除、逆、幂或指数。或者您可以使用线性、球线性或标准化线性方法在两个四元数之间进行插值。

在Astrium创建了世界上第一个双向激光光链路。

环境模式

使用经过验证的环境模型来表示标准的重力和磁场剖面,获得给定高度的大气变量,并实现美国海军研究实验室的水平风模型。

大气

使用经过验证的环境模型,包括COSPAR国际参考大气1986年、COESA 1976年、国际标准大气(ISA)、递减率大气和2001年美国海军研究实验室Exosphere,来代表地球的大气。

基于ISA模型的超音速风洞算例。

重磁场

使用标准模型计算重力和磁场。函数可以实现地球位势模型、世界磁模型和国际地磁参考场,包括EGM2008、WMM2020和IGRF13。你也可以计算高度和波动基于大地水准面数据下载通过Add-On Explorer。

地球重力势模型的大地水准面高度实例。

使用水平风函数来实现美国海军研究实验室水平风模型程序,并为一组或多组地球物理数据计算风的经向和纬向分量。

使用函数的例子atmoshwm

飞行可视化

使用标准的座舱飞行仪器和FlightGear飞行模拟器想象航天飞行器的运动。

飞行仪表

使用标准的驾驶舱飞行仪表MATLAB显示导航变量。仪器包括空速,爬升率,排气温度指示器,高度计,人工地平线,转弯协调器等。

审查预先录制的飞行测试数据或模拟数据。

飞行模拟器接口

FlightGear的动画对象可以让你在三维环境中可视化飞行数据和飞行器运动。

示例在FlightGear中播放飞行数据。

行星杂文

利用太阳系星历数据计算行星在给定儒略历日期的位置和速度,并描述地球章动和月球振动运动。

天体现象功能

得到的切比雪夫系数NASA的喷气推进实验室,您可以使用MATLAB来计算太阳系天体相对于给定的儒略日期的指定中心对象的位置和速度,以及地球章动和月球天平动。

图片来自海洋导航使用行星蜉蝣为例,概述了1947年康提基远征。

导入系统文件

利用根据飞行器飞行条件和几何形状从数字数据汇编(Datcom)中获得的系数来估计飞行器的气动稳定性和控制特性。

数字系统数据

从静态和动态分析中导入空气动力系数,并将它们作为包含数据通信输出文件信息的结构单元阵列传输到MATLAB中。

导入系统文件。

最新的特性

igrfmagm功能

在MATLAB中实现第13代国际地磁参考场(IGRF-13)

wrldmagm功能

在MATLAB中实现World Magnetic Model 2020

App Designer中的飞行仪器

在MATLAB中为航空航天特定的应用程序创建用户界面

超音速空速纠正

在等效、校准或真实空速之间转换

极地运动

根据IAU2000A计算旋转轴相对地壳的运动

天中极位置

根据IAU2000A计算天体中极位置的平差

看到发布说明有关这些特性和相应功能的详细信息。

研究人员用MATLAB模拟器测试NASA SPHERES卫星的控制算法

对于NASA来说,用MATLAB和相关工具箱开发卫星轨道优化和控制算法的速度大约是用需要从头开始编码的语言开发的两倍。