Simulink与Flightgear的倾转旋翼联合仿真

1. 前文回顾

本文开始之前,欢迎先阅读本人之前撰写的 “Simulink与Flightgear联合仿真” 的详细教程,了解联合仿真的主要思路和方法:

Simulink与Flightgear联合仿真详细教程

在上篇联合仿真的基础上,本次再更新一篇倾转旋翼的联合仿真博客,目的在于彻底弄清楚:具有多*度运动副的飞行器如何联合仿真,使其仿真更逼真。话不多说,还是先看下面倾转旋翼的联合仿真的效果:

Simulink与Flightgear联合仿真演示视频

在讲解倾转旋翼联合仿真前,先对联合仿真做一个小的总结,认为在上篇的基础上,联合仿真的基本思路已经清楚。

Simulink 与 Flightgear 联合仿真总的来说: 是 Simulink 仿真飞行器的动力学模型,输出飞行器的经纬度、海拔、 以及各运动副(操作舵面) 的运动量, 通过 Flightgear 的各个配置文件将各运动副的运动与 Simulink 发过来的数据关联起来(这要求清楚 Simulink 发送的数据与Flightgear 接受的数据之间的映射关系), 从而驱动 Flightgear 中飞行器按 Simulink 发送过来的状态量去飞行和展示运动副的变化。

2. 倾转旋翼联合仿真

倾转旋翼的联合仿真,和常规的固定翼联合仿真,主要区别在于运动副配置文件XML中关于运动副的定义,常规固定翼的联合仿真,运动副都是单*度的,比如拉力螺旋桨只有转动运动*度,而倾转旋翼的旋翼,既有绕旋翼轴的转动运动,还有绕机翼的倾转运动等,所以如何在Flightgear中定义多*度运动副,是本文的关键。

2.1 Flightgear中的运动副配置文件

通过对 V22-Osprey 原版的XML配置文件阅读分析和自己修改尝试,关于在Flightgear中多*度运动副的定义,得出如下两点主要结论:
1. 多*度的运动副,其实是由多个单*度的运动副组合而成
2. 组合的运动副XML配置文件中,各运动副的定义顺序很重要
典型的,将桨叶参与的多个运动*度罗列如下:
1. 整个机翼横梁连同两端的发动机组和旋翼组绕机身转动的运动
2. 机翼两端的发动机组和旋翼组绕机翼横梁的倾转
3. 旋翼组绕发动机轴的转动
4. 桨叶变距的转动
5. 桨叶折叠的转动
所以到单片桨叶上, 实际参与了以上提到的相对机身的 5 个*度的运动。配置文件中就要有以上5个*度运动副的分别定义,运动副1(整个机翼横梁连同两端的发动机组和旋翼组绕机身转动的运动)放在最前面,同理,运动副5(桨叶折叠的转动)定义放在最后面。

2.2 Simulink仿真模型

Simulink 部分和之前的类似,为联合仿真模拟了适合倾转旋翼的飞行过程和运动副变化过程。 整体模型如下图所示:
Simulink与Flightgear的倾转旋翼联合仿真

 

3. 写在最后

大家用上述的方法尝试倾转旋翼的联合仿真,如有问题,欢迎和我交流。
我的 QQ: 2389586771