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Crossover Pilot Model

飞行员行为的横截面动态模型。

类型: SubSystem

图书馆中的路径:

/Aerospace/Pilot Models/Crossover Pilot Model

说明

交叉飞行员模型*模块根据 [1] 实现了飞行员行为的交叉动态模型。该模型考虑了截止频率附近飞行员和飞机行为交叉动态的影响:

пласр

其中

  • п - 是先导器的传递函数;

  • ла - 是飞机的传递函数;

  • ср - 剪切频率,雷达/秒;

  • - 飞行员神经肌肉系统的滞后常数,s。

当飞机的动力发生变化时 ла 飞行员的行为动态也会发生变化。 п .

下表列出了飞行员行为动态的各种变化:

飞行员行为动力学类型 飞机的传递函数 飞行员传递函数 传递函数的乘积 注释

比例

ла

пср

лап

速率或速度

ла

п

лап

螺旋分歧

ла

п

лап

第二个订单 - 短时间

ла

п

лап

短周期运动的条件:

加速度(*)"。

ла

п

лап

滚动态度(*)

ла

п

лап

条件是

短期不稳定(*)

ла

п

лапср

条件是

第二阶 - Phugoid(*)`。

ла

п

лап

Fugoidal 运动条件: at

表中使用了以下符号:

  • ла - 飞机传递函数的增益系数;

  • п - 飞行员传递函数增益;

  • - 飞行员滞后常数 s。

  • - 飞行员传递函数分母的时间常数,s;

  • - 先导传递函数分子的时间常数,s;

  • ζ - 飞机的阻尼系数;

  • - 飞机的固有频率,rad/s。

符号 * 标志着先导行为动力学的变体,它需要一个执行数值微分的程序块 Derivative。这意味着当输入离散信号(如阶跃函数)时,该块可产生高振幅输出信号。这反过来又会导致整个系统过渡到不稳定状态。

该模块仅在截止频率附近充分描述了先导器的动态特性。如果将离散信号(如阶跃函数)输入到程序块中,程序块可能无法正常工作。

与块 Tustin Pilot Model 相比,该模型能更好地描述飞行员行为。

端口

输入

*命令信号
标量

飞行员响应的指令信号。

数据类型: Float64

x - 飞行员控制的信号
尺度

由飞行员控制的信号。

数据类型: Float64

输出

u - 飞行员发出的信号
标量

飞行员发出的指令信号。

数据类型: Float64

参数

控制类型 - 飞行员行为的动态类型
比例(默认)` | 速率或速度 | 螺旋发散 | 二阶 - 短周期 | 加速度() | 滚转姿态() | 不稳定短周期() | 二阶 - Phugoid()

飞行员行为动态类型。

依赖关系

可用的程序块参数取决于*控制类型*所选的值。计算值*、控制元件增益先导增益、*交叉频率(rad/s)*和*先导时间延迟(s)*等参数始终可用。

*计算值*为计算参数
分频频率(默认)` | `试点增益

设备计算的参数:分频频率或先导增益。如果选择了其中一个参数,则另一个参数不可用。

控制元件增益 - 先导增益系数
1.0(默认值)。

飞机传递函数的增益。

飞行员增益 - 飞行员增益系数
3.0(默认值) | "标量"。

先导传递函数增益。

依赖关系

要使用该参数,请将*计算值*参数设置为 "先导增益"。

分频频率 (rad/s) - 截止频率
3.0(默认)` |scalar.

分频频率,rad/s。该值应在 1.0 到 10.0 之间。

依赖关系

要使用该参数,请将*计算值*参数设置为 "分频频率"。

Pilot time delay(s) - 飞行时间延迟常数
0.1(默认)` | `标量'。

引导时间延迟常数,秒。通常为 0.1 秒至 0.2 秒。

先导前导常数 - 先导传递函数分子的时间常数
1.0(默认值) | `标量'。

先导传递函数分子的时间常数,s。

依赖关系

要使用该参数,请将*控制类型*参数设置为其中一个值:滚动姿态()、"短周期不稳定()、"二阶 - Phygoid(*)`。

先导滞后常数 - 先导传递函数分母的时间常数
5.0(默认值)。

先导传递函数分母时间常数,s。

依赖关系

要使用该参数,请将*控制类型*参数设置为 "二阶-短周期"。

来源

  1. McRuer, D. T., Krendel, E., Mathematical Models of Human Pilot Behaviour.航空航天研究与发展咨询小组 AGARDograph 188,1974 年 1 月。1974.