Программа курса дополнительного образования "Matlab, Simulink+Aerospace3DOF"

3DOF» с примерами, задачами и решениями.
            Программа разработана по заказу промышленности. Курс ни разу не читался, практических занятий не было по причине пандемии. Заявленный уровень осведомленности слушателей потребовал ввести краткий обзор избранных разделов MATLAB+Simulink.

            Моделируемый объект точечной массы m далее называется летательным аппаратом (ЛА). Соответственно обозначаются системы координат (СК) Земли и СК летательного аппарата (СК ЛА).

Оглавление

Программа курса дополнительного образования «MATLAB, Simulink +Aerospace 3DOF» с примерами, задачами и решениями. 3

MATLAB. Избранное. 4

Введение в MatLab. Оболочка пакета. Массивы. Визуализация данных. 4

Программирование. 4

Приближение и интерполяция данных. cftool. 4

Численное решение уравнений. Интегрирование и решение ode в MatLab. 4

Символьные вычисления в MatLab и MuPad (Symbolic Math Toolbox). 4

Графика и анимация. 4

Пользовательские оболочки, элементы управления. 4

Программное управление прогоном, отладкой. Обработка результатов моделирования. 4

Simulink. Избранное. 4

Введение в Simulink. 4

Сигналы (раздел Sourсes) и их просмотр (раздел Sinks) 4

Операции с сигналами, (раздел Signal Routing) 4

Математические операции (раздел Math Operations) 4

Модели из Common Used Blocks, Sinks, Sourses, Continuous, Signal Routing и других разделов библиотеки. 4

Пользовательские функции (User-defined functions). 4

Выбор солвера (решателя) и шага интегрирования. Точность вычислений. Жесткие системы. 4

Тонкости Simulink. Моделирование математических конструкций и физических систем. 4

Библиотеки Aerospace Blockset и др. 4

Работа с подсистемами Enabled и Triggered, if, switch, for, while. 4

Блок 3DOF (Body Axes). (Aerospace Blockset / Equations of Motion / 3DOF (Body Axes)). 5

Порты входные (Input) и выходные (Output). 5

Изучение алгоритма блока 3DoF. 6

Вспомогательные Simulink – модели. 7

Треугольный профиль M(t). 8

Прямоугольный профиль M(t). 8

Гармонические силы и нулевой вращающий момент. 8

Гармонические силы и постоянная скорость вращения ЛА.. 8

Обязательный комплект задач для моделирования каждым слушателем. 9

Задания для курсовой работы (1 задача на подгруппу). 9

Задание 1. Поворот на . 9

Задание 2. Упражнение «Коробочка». 10

Задание 3. Упражнение «Кольцо». 10

Вариант 1. 10

Вариант 2. 10

Вариант 3. 10

Задание 4. Упражнение «Восьмерка». 10

Задание 5. Упражнение «Спираль прямоугольная». 10

Задание 6. Упражнение «Спираль гладкая». 10

Задание 7. Упражнение «Змейка». 10

Примеры выполнения индивидуальных курсовых работ. 10

1.       Образец выполнения Задания 1 «Поворот на ». 10

Результаты поворота на 90 град. влево с постоянной скоростью. 12

Поворот. Отсутствие ускорений в СК Земли. 12

Поворот. Ускорения в СК ЛА. 12

Поворот. Траектории ЛА в подвижной СК. 13

Поворот. Программное вычисление ускорений и скоростей в подвижной СК. 14

Поворот. Перемещения и скорости в СК Земли. 14

Поворот. Определение проекций скорости в подсистемах Simulink. 15

Поворот. Вращательные ускорения, скорости, перемещения и момент. 16

Поворот. Внешний крутящий момент  и его интегралы. 16

Поворот. Вычисление угла атаки . 16

Поворот. Скорости в СК ЛА. 17

Поворот. Перемещения в СК ЛА. 18

Образец выполнения Задания 2 «Коробочка». 18

«Коробочка». Вращательные ускорения, скорости, перемещения и момент в СК ЛА. 19

«Коробочка». Ускорения, скорости и перемещения в инерциальной СК Земли. 19

«Коробочка». Ускорения, скорости и перемещения в СК ЛА. 19

«Коробочка». Угол атаки . 20

Образец выполнения Задания 3 «Кольцо». 21

«Кольцо». Ускорения, скорости и перемещения в СК ЛА. 21

«Кольцо». Скорости ЛА в СК Земли и в СК ЛА. 21

«Кольцо». Силы и вращающий момент . 21

«Кольцо». Модели исходных сигналов. 22

«Кольцо». Перемещение ЛА по окружности. 22

«Кольцо». Определение угла атаки : 23

Подключение Flight Instruments. 23

Литература. 24