实现四元数表示的六个自由度的运动方程的自定义变质量在地球地球定点(ECEF)坐标
航空航天Blockset / 6自由度运动方程
的自定义变量质量6自由度ECEF(四元数)块实现了一个四元数表示的六个自由度的运动方程的自定义变量质量在地球地球定点(ECEF)坐标。它认为地球的旋转固地(ECEF)坐标系(XECEFYECEF,ZECEF)一个地球惯性(ECI)参考系(XECIYECI,ZECI)。的起源ECEF坐标系是地球的中心。在ECEF坐标框架的更多信息,见算法。
航空航天Blockset™使用四元数定义使用标量公约。
这个实现假定应用力量作用于身体的重心。
这个实现生成一个大地纬度之间的谎言±90度,经度,位于±180度之间。此外,与韩剧高度近似。
地球被认为是椭圆形的。通过设置压扁至0.0,可以实现球形的地球。地球的岁差、章动和极运动被忽视。格林威治的黄经是格林尼治恒星时(公司)和恒星时提供了一个粗略的近似。
ECEF坐标系统的实现假设原点是地球的中心,x设在相交格林威治子午线和赤道z设在意味着地球的自转轴,积极的向北,和y设在完成右撇子体系。
ECI坐标系统的实现假设原点是地球的中心,x的延续是设在线从地球中心到春分,z设在分意味着赤道平面的北极的方向,积极的向北,和y设在完成右撇子体系。
Fxyz
——应用部队应用力,指定为一个三元素向量,体内轴。
数据类型:双
米xyz
——应用的时刻应用的时刻,指定为一个三元素向量,体内轴。
数据类型:双
dm / dt
质量——利率的变化质量变化的一个或多个利率(如果伤口正累积,如果负),指定为一个三元素向量。
数据类型:双
米
——质量质量,指定为一个标量。
要启用这个端口,设置质量类型来自定义变量
。
数据类型:双
dI / dt
——惯性张量矩阵的变化率惯性张量矩阵的变化率,指定为一个3×3的矩阵。
要启用这个端口,设置质量类型来自定义变量
。
数据类型:双
我
——惯性张量矩阵惯性张量矩阵,指定为一个3×3的矩阵。
要启用这个端口,设置质量类型来自定义变量
。
数据类型:双
lG(0)
——最初黄经的格林威治格林威治子午线最初黄经角,指定为一个标量。
要启用这个端口,设置黄经的格林威治来外部
。
数据类型:双
V再保险
——相对速度一个或多个相对速度的质量是依附或切除从身体的物体固定轴,指定为一个三元素向量。
要启用这个端口,选择包括质量流量相对速度。
数据类型:双
Vecef
——身体的速度对ECEF框架,身体对速度ECEF框架,表达ECEF框架,作为三元素返回向量。
数据类型:双
Xecef
——在ECEF参考系位置在ECEF参照系,作为三元素返回向量。
数据类型:双
μl h
——在大地经度,纬度和海拔在大地纬度、经度和海拔,在度,作为三元素向量或M-by-3返回数组,分别在选定单位的长度。
数据类型:双
φθΨ(rad)
——身体旋转的角度身体旋转角度(横滚、俯仰、偏航),作为三元素返回向量,在弧度。欧拉旋转角度之间的身体和NED坐标系统。
数据类型:双
扩张型心肌病bi
——从ECI轴坐标变换从ECI轴坐标变换物体固定轴,返回为一个3×3的矩阵。
数据类型:双
扩张型心肌病是
——从NED轴坐标变换从NED轴坐标变换物体固定轴,返回为一个3×3的矩阵。
数据类型:双
扩张型心肌病英孚
——从ECEF轴坐标变换从ECEF轴坐标变换NED轴,返回为一个3×3的矩阵。
数据类型:双
Vb
——身体的速度对ECEF框架身体对速度ECEF框架,作为三元素返回向量。
数据类型:双
ωrel
——相对角的身体对NED帧率相对角的身体对NED帧率,用身体表达框架和作为三元素返回向量,在弧度每秒。
数据类型:双
ωb
——角的身体对ECI帧率身体的角速率对ECI框架,用身体表达框架和作为三元素返回向量,在弧度每秒。
数据类型:双
dωb/ dt
——身体的角加速度对ECI框架身体的角加速度对ECI框架,用身体表达框架和作为三元素返回向量,在弧度/秒平方。
数据类型:双
一个bb
——在物体固定轴加速度身体的加速度对ECEF坐标系,作为三元素返回向量。
数据类型:双
一个b ecef
——在物体固定轴加速度在物体固定轴加速度对ECEF框架,作为三元素返回向量。
为了使这一点,包括惯性加速度。
数据类型:双
单位
——输入和输出单元度量(MKS)
(默认)|英语(英尺/秒速度)
|在节英语(速度)
输入和输出单位,指定为度量(MKS)
,英语(英尺/秒速度)
,或在节英语(速度)
。
单位 | 部队 | 时刻 | 加速度 | 速度 | 位置 | 质量 | 惯性 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
度量(MKS) |
牛顿 | 牛顿米 | 米每秒的平方 | 米/秒 | 米 | 公斤 | 公斤平方米 |
英语(英尺/秒速度) |
英镑 | 尺磅 | 英尺每秒平方 | 英尺/秒 | 脚 | 鼻涕虫 | 蛞蝓平方英尺 |
在节英语(速度) |
英镑 | 尺磅 | 英尺每秒平方 | 结 | 脚 | 鼻涕虫 | 蛞蝓平方英尺 |
块参数:单位 |
类型:特征向量 |
价值观:度量(MKS) |英语(英尺/秒速度) |在节英语(速度) |
默认值:度量(MKS) |
质量类型
——质量类型自定义变量
(默认)|固定
|简单的变量
选择要使用的类型的质量:
质量类型 | 描述 | 默认为 |
---|---|---|
固定 |
在整个仿真质量是恒定的。 |
|
简单的变量 |
质量和惯性不同线性质量率的函数。 |
|
自定义变量 |
质量和惯性变化是可定制的。 |
的自定义变量
选择符合前面描述的运动方程。
块参数:mtype |
类型:特征向量 |
价值观:固定 |简单的变量 |自定义变量 |
默认值:“定义变量” |
初始位置在大地纬度、经度和海拔(μ、l、h)
——飞机的初始位置(0 0 0)
(默认)|三元素向量飞机的初始位置在大地参考系,指定为一个三元素向量。纬度和经度值可以是任何值。然而,纬度值+ 90年和-90年可能因为奇点在两极返回意料之外的值。
块参数:xg_0 |
类型:特征向量 |
价值观:' (0 0 0)' |三元素向量 |
默认值:' (0 0 0)' |
初始速度体轴(U, v, w)
——在体轴速度(0 0 0)
(默认)|三元素向量身体的初始速度对ECEF框架,在体内表达框架,指定为一个三元素向量。
块参数:Vm_0 |
类型:特征向量 |
价值观:' (0 0 0)' |三元素向量 |
默认值:' (0 0 0)' |
最初的欧拉取向(横滚、俯仰、偏航)
——初始欧拉取向(0 0 0)
(默认)|三元素向量最初的欧拉取向角(横滚、俯仰、偏航),指定为一个三元素向量,在弧度。欧拉旋转角度之间的那些身体和north-east-down (NED)坐标系统。
块参数:eul_0 |
类型:特征向量 |
价值观:' (0 0 0)' |三元素向量 |
默认值:' (0 0 0)' |
最初的身体旋转率(p, q, r)
——最初的身体旋转(0 0 0)
(默认)|三元素向量最初的物体固定角率对NED框架,指定为一个三元素向量,在弧度每秒。
块参数:pm_0 |
类型:特征向量 |
价值观:' (0 0 0)' |三元素向量 |
默认值:' (0 0 0)' |
包括质量流量相对速度
——质量流量相对速度端口从
(默认)|在
选中此复选框后,可以添加一个质量流量相对速度端口。这是质量的相对速度是附或熔化。
块参数:vre_flag |
类型:特征向量 |
价值观:从 |在 |
默认值:从 |
包括惯性加速度
——包括惯性加速度端口从
(默认)|在
选中此复选框后,可以添加一个惯性加速度端口。
要启用一个是端口,选择该参数。
块参数:abi_flag |
类型:特征向量 |
价值观:“关闭” |“上” |
默认值:从 |
行星模型
——地球模型地球(WGS84)
(默认)|自定义
地球模型来使用,自定义
或地球(WGS84)
。
块参数:ptype |
类型:特征向量 |
值:“地球(WGS84)” |“自定义” |
默认的:“地球(WGS84)” |
地球的赤道半径
——地球在赤道半径6378137
(默认)|标量地球的赤道半径,指定为双标量,在同一单位作为ECEF位置所需的单位。
要启用该参数,设置行星模型来自定义
。
块参数:R |
类型:特征向量 |
值:双标量 |
默认的:“6378137” |
压扁
压扁的星球1/298.257223563
(默认)|标量压扁的星球,指定为一个双标量。
要启用该参数,设置行星模型来自定义
。
块参数:F |
类型:特征向量 |
值:双标量 |
默认的:“1/298.257223563” |
旋转速度
——旋转速度7292115 e-11
(默认)|标量地球的旋转速度,指定为一个标量,rad / s。
要启用该参数,设置行星模型来自定义
。
块参数:w_E |
类型:特征向量 |
值:双标量 |
默认的:“7292115 e-11” |
黄经的格林威治来源
——格林威治子午线初始黄经的来源内部
(默认)|外部
格林威治子午线初始黄经的来源,指定为:
内部 |
使用天体经度值黄经的格林威治。 |
外部 |
使用外部输入黄经的价值。 |
设置这个参数外部
使lG(0)端口。
块参数:angle_in |
类型:特征向量 |
值:“内部” |“外部” |
默认的:“内部” |
黄经的格林威治(度)
——初始角0
(默认)|标量格林威治子午线和初始夹角x设在ECI帧,指定为一个双标量。
要启用该参数,设置黄经的格林威治来源来内部
。
块参数:LG0 |
类型:特征向量 |
值:双标量 |
默认的:' 0 ' |
每个州分配一个唯一的名称。使用国家名称,而不是块路径在线性化过程中。
分配一个名称到一个状态,输入惟一名称之间的引用,例如,“速度”
。
将名称分配给多个州,输入一个逗号分隔的列表括号包围,例如,{' a ', ' b ', ' c '}
。每个名称必须是唯一的。
如果一个参数是空的(' '
),没有叫分配。
国家名称仅适用于所选块名称参数。
州的数量必须匀在一些国家的名字。
您可以指定名称少于州,但是你不能指定比州的名字。
例如,您可以指定两个系统有四个州的名字。第一个名称适用于前两个州和第二个名字最后两个州。
分配国家名称与MATLAB中的一个变量®工作区,输入变量没有引号。一个变量可以是一个特征向量,细胞数组,或结构。
四元数向量:例如,{‘qr’,‘气’,‘qj’,‘qk}
——四元数向量州名”
(默认)|以逗号分隔括号包围四元数向量国家名称,指定为括号包围的逗号分隔列表。
块参数:quat_statename |
类型:特征向量 |
价值观:” |以逗号分隔括号包围 |
默认值:” |
身体旋转率:例如,{“p”、“问”、“r”}
——身体旋转状态的名字”
(默认)|以逗号分隔括号包围体转速状态名称,指定逗号分隔列表括号包围。
块参数:pm_statename |
类型:特征向量 |
价值观:” |以逗号分隔括号包围 |
默认值:” |
速度:例如,{' U ', ' v ', ' w '}
——速度州名”
(默认)|以逗号分隔括号包围速度状态名称指定为逗号分隔列表括号包围。
块参数:Vm_statename |
类型:特征向量 |
价值观:” |以逗号分隔括号包围 |
默认值:” |
ECEF位置:例如,{‘Xecef’,‘Yecef’,‘Zecef}
——ECEF位置状态的名字”
(默认)|以逗号分隔括号包围ECEF位置状态名称指定为括号包围的逗号分隔列表。
块参数:posECEF_statename |
类型:特征向量 |
价值观:” |以逗号分隔括号包围 |
默认值:” |
惯性位置:例如,{‘Xeci’,‘Yeci’,‘Zeci}
——惯性位置状态的名字”
(默认)|以逗号分隔括号包围惯性位置状态名称指定为括号包围的逗号分隔列表。
默认值是”
。
块参数:posECI_statename |
类型:特征向量 |
价值观:” |以逗号分隔括号包围 |
默认值:” |
黄经的格林威治:例如,“LG”
—黄经国家名称”
(默认)|特征向量黄经格林威治国家名称,指定为一个特征向量。
块参数:LG_statename |
类型:特征向量 |
价值观:” |标量 |
默认值:” |
的起源ECEF坐标系是地球的中心。此外,兴趣是假定为刚性的身体,认为消除了需要考虑各个元素之间的力的质量。ECEF坐标系的旋转的代表性ECI框架简化为只考虑地球的不断旋转椭球(ωe),包括初始黄经(lG(0))。
ECEF坐标的平移运动框架下面,在应用部队(FxFyFz]T在车身骨架。Vreb是风的相对速度轴的质量流量( )是驱逐或添加到身体在物体固定轴。
在ECEF位置的改变吗 通过计算
和身体的速度ECEF框架,用身体表达框架 身体的,角速率对ECI框架,用身体表达框架 。地球自转速度 ,身体的相对角速率对north-east-down (NED)框架,用身体表达框架 被定义为
身体的旋转动力学定义在下面给出物体固定框架,应用时刻在哪里(L M N]T和惯性张量我是关于原点O。
惯性张量的变化率是由以下方程定义的。
集成的变化率四元数向量如下所示。
[1]史蒂文斯,布莱恩和弗兰克·刘易斯。飞机控制和仿真,第二版。新泽西州霍博肯:约翰威利& Sons, 2003。
[2]麦克法兰,理查德E。“一个标准的运动学模型在nasa艾姆斯飞行。”N一个SA CR-2497.
[3]“补充国防部1984年世界大地系统技术报告:第一部分——方法、技术和数据用于WGS84发展”DMA TR8350.2-A。
6自由度(欧拉角)|6自由度(四元数)|6自由度ECEF(四元数)|6自由度风(四元数)|6自由度风(风角度)|自定义变量质量6自由度(欧拉角)|自定义变量质量6自由度(四元数)|自定义变质量6自由度风(四元数)|自定义变质量6自由度风(风角度)|简单的变质量6自由度ECEF(四元数)|简单的变质量6自由度(欧拉角)|简单的变质量6自由度(四元数)|简单的变质量6自由度风(风角度)
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