主要内容

开发阿波罗登月舱数字自动驾驶仪

“设计登月舱数字自动驾驶仪是我工程师生涯中的一大亮点。当尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)离开登月舱时登上月球表面,每一位为阿波罗计划做出贡献的工程师都感到自豪和成就感。我们成功地实现了我们的目标。我们开发了前所未有的技术,通过艰苦的工作和对细节的细致关注,我们创造了一个完美无瑕的系统。“-Richard J.Gran,阿波罗11号登月:航天器的设计和现在

这个例子显示了如何理查德和其他工程师谁在阿波罗登月舱数字自动驾驶仪的设计团队工作可以利用的Simulink和航天模块组已经做了™,如果他们在1961年可用。金宝app

模型描述

开发在Simulink自动驾驶需要的花费为阿波罗登月舱的金宝app自动驾驶仪的原始设计的一小部分时间。

反应喷射控制子系统对麻省理工学院仪器实验室(MIT IL)提出(并实施)的数字自动驾驶仪设计进行建模,该设计现称为德雷珀实验室。模型中的Stateflow®图指定了实现图中所述相平面控制算法的逻辑技术文章阿波罗11号登月:航天器的设计和现在。根据登月舱正在执行的图的哪个区域,状态流图位于Fire_region或者Coast_region。请注意,这些不同的区域之间的过渡依赖于某些参数。的状态流图来确定是否过渡到另一种状态,然后计算其反应射流火灾。

登月舱的平移和旋转动力学进行近似的登月舱动力学子系统。登月舱国出入各种可视化方法,并在自动驾驶仪的性能可视化模型的区域,包括Simulink的范围,动画与Simuli金宝appnk的3D动画,以及相平面情节。

交互控件

要与登月舱模型交互,请在中更改自动驾驶仪设置和登月舱初始状态命令区域。例如,要观察数字自动驾驶仪设计的手柄如何提高初始体率,请使用滑块组件配置LM态度子系统。

任务说明

该LM数字自动驾驶仪有3个自由度。这意味着,通过设计,反应喷射推进器被配置和指令,而不会影响车辆的轨道轨迹以旋转车辆。因此,在该模型中的平移动力学通过使用从航天模块库月球带谐引力模型轨道传播仅仅近似。为了验证数字自动驾驶仪设计的行为,将“下降轨道插入”,任务段,只是之前的动力下降的开始,从选择阿波罗11号任务报告

的下降轨道插入烧伤开始101小时,36分钟,14秒后剥离,历时30秒。烧伤设定的轨迹登月舱超过一个小时左右,从约60海里降低其轨道50000英尺50,000英尺时,模块启动它的动力下降。

初始化模型aero_dap3dof与登月舱的近似轨道在下降轨道插入后立即燃烧。

这一时期的时间(GMT T)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(时间)的时间)的时间(时间)的时间(时间)的时间)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(时间)的时间)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(时间(时间(时间)的时间(时间)的时间)的时间(时间)的时间)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(GMT)的时间(时间(时间)的时间)的时间(GMT)的时间)的时间(GMT)的时间(GMT)时间(GMT)的时间(时间)时间(时间)1969年7月19:08:44{‘下降轨道插入(发动机切断)’20-Jul-1969 20:05:05{‘动力下降(发动机点火)’}

下降轨道插入(发动机切断)和动力下降启动(发动机点火)时模块的轨迹在阿波罗11号任务报告(表7-II.-弹道参数)。

VAR1 Latitude_deg Longitude_deg Altitude_mi Altitude_ft Velocity_fps ___________________________________________ ____________ _____________ ___________ ___________ ____________ { '下降轨道插入(发动机截止)'} -1.16 -141.88 57.8 3.512e + 05 5284.9 { '供电下降(发动机点火)'} 1.02 39.39 6.4 38887 5564.9

Simu金宝applink模型aero_dap3dof初始化为与任务阶段“下降轨道插入轨迹(发动机切断)”的开始对齐。打开aero_dap3dof模型并运行仿真。

闭幕致辞

1961年,建造一个数字自动驾驶仪是一项艰巨的任务,因为它几乎没有工业基础设施——它的一切都在被发明的过程中技术文章阿波罗11号登月:航天器的设计和现在

“自动驾驶仪的机器代码如此复杂的一个原因是,可用于控制围绕飞行员轴旋转的喷流数量很大。决定将自动驾驶仪控制的轴更改为“喷流轴”"如aero_dap3dof所示。这一变化极大地减少了代码行数,并使现有计算机中的自动驾驶仪编程变得更加容易。如果没有这一改进,自动驾驶仪将不可能只使用2000字的存储空间。这一变化的教训是,当工程师有机会在计算机和他们正在设计的系统之间,他们经常可以修改设计以大大改进代码。”

工具书类

[1]美国国家航空和航天局载人飞船中心,使命评价组。(1969年11月)。阿波罗11号任务报告MSC-00171。从...获得>

[2] Richard J.Gran,MathWorks.(2019年)。阿波罗11号登月:航天器的设计和现在。从...获得>

相关话题