matlab弹道仿真,战役战术导弹弹道仿真在simulink下如何实现
看了你的帖子,想起我当初作这种计算的艰辛,就提一点体会,供你参考把。
弹道计算的知识面比较广,
simulink方面:你应该对simulink的连续系统模块、数学模块、逻辑关系模块、表格模块等基本模块熟悉,至少能够设计一些简单的微分方程组求解、代数关系运算和迭代计算、插值拟合查表计算等。个人认为,具备这些就基本可以了,其他的细节可以在设计开发中边干边学。如果这些还不具备,你需要抱几本simulink书好好啃啃。
模型方面:理解模型非常重要,基本上,有轨迹和姿态的动力学模型、运动学模型、角度和转换换关系模型、控制系统和导引控制模型,气动模型、弹体和发动机模型等方面。搞清楚这些模型的作用意义和坐标关系。
下面谈谈如何着手:
首先在理解数学模型的基础上,搭建结构流程和关系框图,基本确定求解的先后顺序和流程。
simulink 模型一般先从运动学着手,从质点运动学模型--〉姿态运动学模型--〉姿态运动转换关系计算/或者坐标转换四元素计算;
然后转入气动姿态计算,此时要用前面的坐标转换关系,求出速度坐标系的3个姿态角,
接着进入控制系统计算,将前面计算的轨迹参数、姿态参数、速度、加速度、高度等等,代入控制系统模型中,这时候,有一个独立子系统计算应完成---〉目标航迹计算,可以根据需要,假定一种目标初始状态和航迹规划,进行目标的轨迹计算。控制系统计算的核心是稳定控制系统计算和导引计算两部分,前者立足于导弹自身状态,进行稳定回路计算,后者依据目标和导弹的相对关系,按导引规律计算指令。控制系统计算的最终结果是舵偏角输出。
然后转入动力学模型计算,首先要从姿态动力学开始,根据速度坐标系的3个姿态角,进行空气动力学的气动查表计算,得到的气动力要转换到弹道坐标系中,求解轨迹动力学方程,得到的气动力矩一般转换到弹体坐标系中求解姿态动力学方程。前面得到的舵偏角要在两个方程组中分解,得到控制力和控制力矩,代入方程组。这时的导弹质量模型、发动机模型都要作为方程的一部分伴随计算。
这时候的顺序很重要,先要求解姿态动力学方程组,再求解轨迹动力学方程组,还要注意坐标关系的转换,不同的方程是在不同的坐标系中才成立,坐标关系错,则全错。
此时的计算需要大量应用气动模型参数,需要将这些参数制作成数据插值表,在simulink中进行插值。
完成上述计算后,得到3个加速度、3个角加速度,积分后得到航迹、姿态参数,又反馈到前面最初的的计算状态中。
在这样一轮完整的计算中,有大量伴随数据的计算和输出,自己根据需要选择。
一般注意几点:1)导弹模型在不同阶段是不同的,甚至常常要把simulink模型分割成几个部分,按不同的时间段连起来。
2)正确理解数学模型和计算的前后逻辑,次序不对,常常会让计算结果发散。3)系统比较庞大,能精简的部分尽量精简,否则20秒的弹道计算耗你2天时间,你就没办法调试了。4)分块设计,分块调试,再综合。不要指望能一步到位。你要做好大干3个月或者半年以上的准备(当然,你如果已经对这种计算十分熟悉,则另当别论)。
附注:帖子写完了,看到了jiaozipier 发表于 2007-11-26 19:57的模型,这是一个简单的垂直平面的质点运动模型,基本关系是求一个由4个微分方程组成的方程组,其中附带着一些代数计算和系数的插值求表计算。你不用按照我上面说的方法去考虑,那时针对全系统复杂模型的。建议你先找一个由两个微分方程组成的方程组的simulink计算模型研究一下,就能明白了。很多书都有,不难的。
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