重型火箭一子级网系回收
RocketRecoveryLib 演示火箭从下降 → 对准绳网 → 进入捕获区 → 缓冲减速 → 稳定回收的完整过程。库采用展示版等效建模思路:火箭为简化三维平动与姿态角模型,绳网为捕获区域判定、等效系绳、缓冲阻尼和平滑接触力,控制器为简单反馈与状态阶段切换。所有主要模块都保留图形视图布局与连接线注解,便于在 Sysplorer 中继续编辑和现场讲解。
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 库名 | RocketRecoveryLib |
| 版本 | 0.1.0 |
| 依赖 | Modelica 4.0.0.TY.1 |
| 首选入口 | RocketRecoveryLib.RocketRecoveryDemo |
| 默认示例 | RocketRecoveryLib.Examples.SuccessfulCaptureDemo |
| 仿真设置 | StartTime=0, StopTime=30, Interval=0.03 |
目录结构
| 包 / 文件 | 说明 |
|---|---|
RocketRecoveryDemo |
顶层展示模型,连接火箭、绳网、控制器、状态逻辑与三维场景 |
Dynamics |
火箭简化三维平动、速度与姿态角模型(Rocket3DOF) |
Capture |
绳网捕获区域判定、等效弹簧阻尼系绳力与缓冲(CaptureNet) |
Logic |
回收任务阶段切换状态机(MissionLogic) |
Control |
下降控制、横向对准与姿态稳定(RecoveryController) |
Visualization |
三维动画场景:火箭 / 绳网 / 地面 / 火焰(Scene3D) |
Interfaces |
三维向量信号接口(Vec3Input / Vec3Output) |
Utilities |
常量、函数、枚举类型与模块图标 |
Examples |
默认成功捕获示例(SuccessfulCaptureDemo) |
Tests |
冒烟测试与终端断言(SuccessfulCaptureSmokeTest) |
UsersGuide |
用户指南与建模边界说明 |
核心模块
- Rocket3DOF(动力学):三维质点 + 简化姿态角。输入控制器与绳网给出的等效加速度,输出位置、速度、姿态角与速度大小。含展示版二次阻力项。
- CaptureNet(绳网捕获):不建模连续柔性体,而是用捕获区域 + 平滑接触权重 + 垂向弹簧阻尼 + 横向居中弹簧阻尼形成稳定的展示版缓冲模型。输出系绳等效加速度、网面下陷量、捕获权重与缓冲载荷。
- MissionLogic(状态逻辑):以枚举阶段实现等价状态机
Init → Descent → AlignToNet → CaptureContact → Buffering → CapturedStable → Failure,输出阶段编号用于连接控制、绳网与三维显示。 - RecoveryController(控制):简单反馈实现下降速度控制、横向对准和捕获后卸载;使用连续软限幅保证控制量平滑。
- Scene3D(可视化):使用 Modelica 标准库 MultiBody 高级形状对象构建动画。火箭位置、网面下陷与发动机火焰均随仿真结果动态变化。
快速开始
- 打开
RocketRecoveryLib.RocketRecoveryDemo查看图形拓扑。 - 运行
RocketRecoveryLib.Examples.SuccessfulCaptureDemo作为默认成功捕获案例(无需调参)。 - 查看结果变量:
logic.phase—— 阶段编号(1~7 对应 Init 到 Failure)net.netDeflection—— 网面下陷量rocket.position/rocket.speed—— 位置与速度
- 打开动画窗口观察三维场景中的火箭、绳网、地面与发动机火焰。
建模边界
本库用于现场展示、教学演示和方案拓扑讲解,不追求高精度柔性网、气动或制导机理。火箭、绳网和控制均采用连续、平滑、低阶的等效模型,以保证仿真稳定和动画清晰。若需要高保真的柔性绳网动力学、真实气动参数或制导律设计,应在此基础上替换对应子系统。
验证状态
- 库已通过 Sysplorer 加载(依赖
Modelica 4.0.0.TY.1已安装并加载)。 RocketRecoveryLib.RocketRecoveryDemo与RocketRecoveryLib.Tests.SuccessfulCaptureSmokeTest均通过模型检查(CheckModel / 实例化编译)。
使用许可
本模型库版权由MoHub版权所有,未经许可,不得用于商业用途。
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