Projekt układu sterowania ciągiem wektorowanym rakiety

• Autorzy: Durawa Piotr , Gromko Kacper , Puchalski Bartosz

Identyfikatory

DOI

10.32016/1.75.03

Warianty tytułu

EN

Control system design for rocket thrust vectoring

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł opisuje problem syntezy układu sterowania ciągiem wektorowanym rakiety w strategii pionowego startu i pionowego lądowania. Celem badań było symulacyjne określenie możliwości wykorzystania regulatora liniowo-kwadratowego w układzie sterowania orientacją rakiety podczas lotu. W pracy oprócz badań symulacyjnych zweryfikowano również algorytm sterowania z wykorzystaniem autorskiego stanowiska z rakietą prototypową wyposażoną w turbinę o napędzie elektrycznym, która służyła do wytwarzania siły ciągu. Sterowanie kierunkiem strugi powietrza prototypowej rakiety zapewniał system lotek umieszczony w jej dolnej części. Weryfikacja zaprojektowanego systemu sterowania przebiegła pomyślnie zarówno w warunkach symulacyjnych jak i w trakcie prób z wykorzystaniem stanowiska prototypowego.

EN

In this paper the problem of synthesis of the thrust vectoring control system of a rocket in a vertical take-off and vertical landing strategy is described. The purpose of the study was to simulationally determine the feasibility of using a linearquadratic controller in the control system of rocket orientation during flight. In addition to simulation studies, the research also verified the control algorithm using an original test stand with a prototype rocket equipped with an electrically driven turbine, which was used to generate thrust. Control of the direction of the prototype rocket's air stream was provided by an aileron system located at the bottom of the rocket. Verification of the designed control system was successful both under simulation conditions and during tests using the prototype stand.

Słowa kluczowe

PL

automatyka; model rakiety; pętla sprzętowa; regulator liniowo-kwadratowy; ciąg wektorowany

EN

rocket model; hardware in the loop; linear-quadratic controller; thrust vectoring

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 75
• Strony: 19--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Durawa Piotr

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki

autor

Gromko Kacper

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki

autor

Puchalski Bartosz

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki

Bibliografia

• 1. Brooks R.: The Long Road to Overnight Success: Reusable Rocket Boosters were Decades in the Making, IEEE Spectrum, Nr 54(4), 2022, s. 20-21.
• 2. Spannagl L., Hampp E., Carron A. i inni: Design, optimal guidance and control of a low-cost re-usable electric model rocket, 2021 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), IEEE, 2021, s. 6344-6351.
• 3. MATLAB Simulink R2020a, The MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts, United States.
• 4. Zanatta R., de Sousa M. S.: A 6-DOF rocket model for control analysis, International Journal of Engineering, Nr 1(1), 2015, s. 1-6.
• 5. Durawa P., Gromko K. „Projekt układu sterowania wektorowego ciągiem rakiety”, 2022, Praca dyplomowa inżynierska, Politechnika Gdańska.
• 6. Kisabo A. B., Adebimpe A. F. Samuel S. O.: Pitch control of a rocket with a novel LQG/LTR control algorithm, Journal of Aircraft and Spacecraft Technology, 2019.
• 7. Puchalski B., Rutkowski T. A., Tarnawski J., Duzinkiewicz, K.: Programowo-sprzętowa platforma symulacyjna-Hardware In the Loop-zaawansowanego układu sterowania poziomem wody w pionowej wytwornicy pary elektrowni jądrowej, Aktualne problemy automatyki i robotyki pod red. K. Malinowski, J. Józefczyk, J. Świątek, Nr 20, 2014, s. 570-580.
• 8. Mauro Riva, LeMaRivaTECH, https://lemariva.com/blog/2019/09/raspberry-pi-4b-preempt-rt-kernel-419y-performance-test, [Dostęp: 21.09.2022].