飞行器系统仿真

《飞行器系统仿真与CAD 》学习报告

第一部分仿真(40)

题目1：给定导弹相对于目标的运动学方程组为

q k q V q V q r q V q V r m m ,

sin )sin(),

cos(cos

r(0) = 5km, q(0) = 60deg, (0) = 30deg,V = , V m = , 1Ma = 340m/s, k = 2 （1） 建立系统的方框图模型； （2） 用MATLAB 语言编写S —函数 （3） 用窗口菜单对(1), (2)进行仿真，动态显示结果; （4）用命令行对(1), (2)进行仿真，以图形显示结果

答： （1）

（2）用MATLAB 语言编写S 函数

function [sys,x0,str,ts]=CAD1_sfun(t,x,u,flag) switch flag case 0

[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes; case 1

sys = mdlDerivatives(t,x,u); case 3

sys = mdlOutputs(t,x,u); case {2,4,9} sys = []; otherwise

error('unhandled flag=',num2str(flag))

end

function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes sizes=simsizes;

=3;

=0;

=3;

=0;

=1;

=1;

sys=simsizes(sizes);

str=[];

x0=[5000,pi/3,pi/6];

ts=[0 0];

function sys=mdlDerivatives(t,x,u)

vm=*340;

v=*340;

k=2;

dx(1)=vm*cos(x(2))-v*cos(x(2)-x(3));

dx(2)=(v*sin(x(2)-x(3))-vm*sin(x(2)))/x(1); dx(3)=k*dx(2);

sys=dx;

function sys=mdlOutputs(t,x,u)

sys=x;

调用S函数的模型框图

(3)框图仿真结果：

S函数仿真结果：

（4）命令输入

clear;clc

[t x ] = sim('CAD1');

hSimulink = figure();

subplot(3, 1, 1);

plot(t,x(:,1)); grid; ylabel('r'); subplot(3, 1, 2);

plot(t,x(:,2)); grid; ylabel('q'); subplot(3, 1, 3);

plot(t,x(:,3)); grid; ylabel('sigma'); [t x ] = sim('CAD1_S');

hSFun = figure();

subplot(3, 1, 1);

plot(t,x(:,1)); grid; ylabel('r'); subplot(3, 1, 2);

plot(t,x(:,2)); grid; ylabel('q'); subplot(3, 1, 3);

plot(t,x(:,3)); grid; ylabel('sigma');

模型仿真结果：

S 函数仿真结果：

题目2：给出动态方程

0)0(,1)0(;1)1(2

x x tx x x x ;

(1) 用MATLAB语言编写S—函数;

(2) 用命令行gear/adams法对(1)进行仿真，显示曲线x(t=0：100);

(3) 建立方框图,用RK45仿真50秒,显示曲线

答：

（1）用MATLAB语言编写S—函数

function[sys,x0,str,ts]=CAD2_sfu n(t,x,u,flag)

switch flag

case 0

[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSiz es;

case 1

sys=mdlDerivatives(t,x,u);

case 3

sys=mdlOutputs(t,x,u);

case {2,4,9}

sys=[];

otherwise

error('unhandled

flag=',num2str(flag))

end

function

[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSiz es sizes=simsizes;

=2;

=0;

=2;

=0;

=1;

=1;

sys=simsizes(sizes);

str=[];

x0=[1,0];

ts=[0 0];

function

sys=mdlDerivatives(t,x,u)

dx(1)=x(2);

dx(2)=1-t*x(1)-(1-x(1)^2)*x(2); sys=dx;

function sys=mdlOutputs(t,x,u) sys=x;

（2）直接调用ode数值积分函数进行仿真，系统微分方程：

function dx = CAD01_02odefun(t, x)

dx(1) = x(2);

dx(2) = 1-(1-x(1)*x(1))*x(2) - t*x(1);

dx = dx';

调用ode解算器入口：

clear; clc;

[t x] = ode15s(@CAD01_02odefun, 0:100, [1 0]);

hGear = figure();

set(hGear, 'NumberTitle', 'off', 'Name', 'Integrated by the Gear algorithm', 'Units', 'Normalized', 'Position', [ ]);

subplot(2, 1, 1);

plot(t, x(:,1)); grid; ylabel('x');

subplot(2, 1, 2);

plot(t, x(:,2)); grid; ylabel('dx/dt');

[t x] = ode113(@CAD01_02odefun, 0:100, [1 0]);

hAdams = figure();