Aerospace Toolbox

重要更新

 

Aerospace Toolbox

使用参考标准和模型分析航天航空飞行器运动并实现可视化

 

Aerospace Toolbox 提供一些工具和函数,用于分析航天航空飞行器的导航和环境,使用标准座舱仪器或飞行仿真器可视化其飞行。利用该工具箱,可将 Data Compendium (Datcom) 文件直接导入 MATLAB® 来表现飞行器空气动力学,并包含已验证的大气层、重力、风、大地水准面高度和磁场的环境模型。您可以使用内置的航天航空数学运算以及坐标系和空间转换,评估飞行器运动和方向。您可以直接从 MATLAB 中借助标准座舱仪器以及使用预置的 FlightGear 飞行仿真器界面,可视化飞行器的飞行过程

飞行器运动分析

在 MATLAB 中使用航天航空坐标系变换、飞行参数和四元数数学,分析飞行器飞行动力学和运动学。

坐标系变换

使用坐标系函数,对描述飞行动力学和运动学的各种数据单位进行标准化,转换空间表示方法和坐标系,描述三自由度和六自由度运动学机身的行为。

重叠仿真和实际飞行数据的示例。    

飞行参数

使用函数估计空气动力学飞行参数,如空速、迎角和侧偏角、马赫数以及相对压力、密度和温度比。

执行滑移计算的示例。    

四元数数学

使用内置的四元数函数,计算其范数、模数、自然对数、积、除、倒数、幂或指数。您也可以使用线性、球面线性或归一化线性方法在两个四元数之间插值。

Astrium 创建世界首个双向激光链路。 

环境模型

使用已验证的环境模型,表示标准重力和磁场分布,获得给定高程的大气变量,实现美国海军研究实验室的水平风模型。

大气层

使用已验证的环境模型,包括 COSPAR 国际参考大气 1986、1976 COESA、国际标准大气 (ISA)、大气温度直减率和 2001 美国海军研究实验室散逸层,来表示地球的大气层。

使用 ISA 模型的超音速风洞示例。

重力和磁场

使用 1984 年世界大地测量系统、1996 年地球大地水准面模型(EGM96) 或世界地磁模型 (WMM) 等标准模型,计算重力和磁场,下载星历数据,计算大地水准面高度和起伏。

地球位势模型的大地水准面高度的示例。 

使用水平风函数,实现美国海军研究实验室水平风模型例程,并为一组或多组地球物理学数据计算风的经向分量和纬向分量。

使用函数 atmoshwm 的示例。

飞行可视化

使用标准座舱飞行仪器和 FlightGear 飞行仿真器,可视化航天航空飞行器的运动。

飞行仪器

使用 MATLAB 中的标准座舱飞行仪器,显示导航变量。仪器包括飞行速度、爬升率和废气温度指示器、高度计、人工地平仪、转弯指示器 等。

审查预先录制的飞行测试数据或仿真数据。

飞行仿真器界面

使用 FlightGear 的动画对象,您可以在三维环境中可视化飞行数据和飞行器运动。

在 FlightGear 中播放飞行数据的示例。

行星历表

使用太阳系星历数据,计算给定儒略日期的行星的位置和速度,描述地球章动和月球天平动。

天象函数

利用从 NASA 的喷气推进实验室获得的 Chebyshev 系数,您可以使用 MATLAB 计算给定儒略日期的太阳系天体相对于指定中心星体的位置和速度,以及地球章动和月球天平动。

使用行星历表的航海导航图示例,概述了 1947 年康蒂基号探险。 

导入 Datcom 文件

根据飞行器飞行条件和几何结构,使用从数字 Data Compendium (Datcom) 获得的系数,评估其空气动力学稳定性和控制特性。

数字 Datcom 数据

从静态和动态分析中导入空气动力学系数,并将其传递到 MATLAB 中,以结构体元胞数组的形式存在,该数组中包含Datcom输出文件的信息

导入 Datcom 文件。

最新功能

飞行仪器

使用标准座舱仪器在 UI 图形窗口中显示测量值

极运动

依据 IAU2000A 计算旋转轴相对于地壳的移动

超音速空速修正

在当量空速、校准空速或真空速之间转换

天体中间极位置

依据 IAU2000A 计算对天体中间极位置的调整 

FlightGear 界面

包括通过飞行仿真器对象对 2018.1 版的支持

关于这些功能和相应函数的详细信息,请参阅 发行说明

NASA SPHERES

对于 NASA,使用 MATLAB 和相关工具箱开发卫星轨道优化和控制算法,比使用需要一切从头开始编码的语言进行开发大约快两倍。

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