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模型宇宙機

宇宙機の動きとダイナミクスをモデル化、シミュレート、視覚化するには、宇宙機ライブラリ ブロックを使用します。Spacecraft Dynamics サブライブラリ ブロックを使用して、宇宙機のコンスタレーションダイナミクス、軌道伝播、または姿勢プロファイルを定義します。CubeSat 車両サブライブラリ ブロックを使用して、単一の CubeSat 車両を定義します。

Spacecraft Dynamics ライブラリには以下が含まれます。

  • Spacecraft Dynamics ブロック — 数値積分を使用して宇宙機の並進および回転ダイナミクスをモデル化します。時間の経過に伴う 1 つまたは複数の宇宙機の位置、速度、姿勢、角速度を計算します。

    軌道状態は、軌道要素のセットとして定義することも、慣性 (ICRF) または固定フレーム (FF) 座標系の位置と速度の状態ベクトルとして定義することもできます。軌道状態を伝播するために、ブロックは「中心体」セクションで定義された重力モデルを使用します。また、ブロックへの入力として提供される外部の加速度と力も使用します。

    姿勢状態は、四元数、方向余弦行列 (DCM)、またはオイラー角を使用して定義できます。姿勢状態を伝播するために、ブロックはブロックへの入力として提供されるモーメントと、「質量」セクションで定義された質量プロパティを使用します。

  • Orbit Propagator — 伝播方法によって 1 つ以上の宇宙機の軌道を伝播します。ライブラリには Orbit Propagator ブロックの 2 つのバージョンが含まれており、それぞれ異なる伝播方法 (ケプラー (非摂動) または数値 (高精度)) 用に事前構成されています。ブロックの Kepler (非摂動) バージョンでは、より高速であると考えられるユニバーサル変数定式化伝播方法が使用されます。ブロックの数値 (高精度) バージョンでは、数値積分伝播法が使用されます。これは、より正確であると考えられていますが、したがって、より低速です。

    使用するには、軌道状態を軌道要素のセットとして定義するか、慣性 (ICRF) または固定フレーム座標系内の位置と速度の状態ベクトルとして定義します。

  • Attitude Profile — プライマリ位置合わせベクトルをプライマリ制約ベクトルに合わせる最短の四元数回転を計算します。

    主な制約を、ポインティング モードとして、またはカスタム制約ベクトルを介して提供します。次に、ブロックは、プライマリ アライメントを壊すことなく、セカンダリ アライメント ベクトルと制約ベクトルを可能な限りアライメントします。

CubeSat 車両ライブラリには、衛星軌道を 1 つずつ迅速にモデル化して伝播するための高レベルのミッション計画/ラピッドプロトタイピング オプションを提供する CubeSat Vehicle が含まれています。CubeSat Vehicle ブロックの詳細については、 CubeSatのモデル化とシミュレーション を参照してください。複数の衛星を同時に伝播するには、Orbit Propagator ブロックを参照してください。

参考

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