Mechatronic approach towards flight flutter testing

• Autorzy: Karpiel G. , Petko M. , Uhl T.

Warianty tytułu

PL

Mechatroniczne podejście do badania marginesu flatteru samolotów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents an idea of identification of the flutter phenomena during a flight. The proposed flutter detection algorithm is based on the identification of natural frequencies and modal damping ratio for an airplane structure based on in-flight vibration measurements. The procedure can be realized during a flight using measured actual vibration. The algorithm is based on recursive identification of model parameters and wavelets based signal filtering. The real-time realization is implemented in hardware and tested during a flight. FPGA technology is used for the hardware design. The results of a test of the hardware system prototype are presented.

PL

W artykule przedstawiono implementację algorytmu identyfikacji flatteru podczas lotu. Przedstawiony algorytm bazuje na identyfikacji częstotliwości własnych oraz współczynnika tłumienia poprzez pomiar drgań struktury samolotu. Zaprezentowana procedura może być realizowana podczas lotu wykorzystując dostępne sygnały z czujników drgań. Algorytm wykorzystuje transformatę falkową jako filtr częstotliwościowo-czasowy dla izolacji pojedynczych postaci drgań o parametrach zmiennych w czasie. Realizację w czasie rzeczywistym wykonaną w postaci sprzętowej sprawdzono podczas testowego lotu. Do zaprojektowania struktury sprzętowej użyto technologii FPGA. Przedstawiono rezultat działania prototypowego urządzenia.

Słowa kluczowe

EN

flutter; real-time modal analysis; FPGA

PL

flatter; analiza modalna w czasie rzeczywistym; FPGA

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2007
• Tom: nr 4(44)
• Strony: 99--104
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Karpiel G.

autor

Petko M.

autor

Uhl T.

• Katedra Robotyki i Mechatroniki, Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Kehoe M.W.: A historical Preview of flight flutter testing, AGARD Conference proceedings 566, Advanced Aeroservoelastic Testing and Data Analysis, (1995).
• [2] Garrick I.E. and Reed W.H.: Historical development of aircraft flutter, Journal of Aircraft, v.18, (1981), pp. 897-912.
• [3] Brenner M.J., Lind R.C. and Voracek D.F.: Overview of recent flight flutter testing research at NASA Dryden, NASA TM/4792, (1997).
• [4] Abbasi A.A. and Cooper J.E.: Current Status and Challenges for Flight Flutter Testing, Proceedings of ISMA 2006 Conference, Leuven, (2006), pp. 1523- 1546.
• [5] Nissim E. and Gilyard G.B.: Methods for experimental determination of flutter speed by parameter identification, NASA TP-2923, (1989).
• [6] Dimitriadis G. and Cooper J.E: Flutter prediction flight flutter test data, AIAA Journal of Aircraft, vol. 38, (2001), pp. 355-367.
• [7] Hermans L. and Van H. der Auweraer: Modal testing and analysis of structures under operational conditions: Industrial applications, Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 13(2), (1999), pp. 193-216.
• [8] Uhl T., Lisowski W. and Kurowski P.: In-operation modal analysis and its application, AGH, Krakow, (2001).
• [9] Bogacz M. and Uhl T.: Real time modal model identification and its application for damage detection, Proceedings of ISMA 2004 Conference, Leuven, (2004), pp. 1065- 1075.
• [10] Klepka A. and Uhl T.: Application of wavelet transform to identification of modal parameters of nonstationary systems, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, Vol. 43, (2005) ,pp. 277-296.
• [11] Klepka A.: Identification of modal parameters of mechanical structures in nonstationary conditions, PhD thesis, AGH Univ. of Science and Technology, Krakow, (2005) (in Polish).
• [12] Wegrzyn M., Adamski M. A. and Monteiro J. L., The application of reconfigurable logic to controller design, Control Engineering Practice, Vol. 6, 1998, pp. 879-887.
• [13] Kambe T., Yamada A. and Yamaguchi M.: Trend of system level design and approach to C-based design, Microelectronics Journal, Vol. 33, (2002), pp. 875-880.
• [14] Petko M. and Karpiel G.: Semi-Automatic Implementation of Control Algorithms in ASIC/FPGA, in 2003 IEEE Conference on Emerging Technologies and Factory Automation: Proceedings, vol. 1,(2003), pp. 427-433.
• [15] Edwards M.D., Forrest J. and Whelan A.E.: Acceleration of software algorithms using hardware/software co-design techniques, J. of Systems and Architecture, Vol. 42, (1996/97), pp. 697-707.
• [16] Uhl T., Petko M.: Real-time flutter detection from in-flight vibration data, Key Engineering Materials Vol. 347 (2007) pp. 679-684.
• [17] Mendrok K., Lisowski W., Uhl T., Sas, Modal analysis of the M28 SkyTruck airplane basing on output only data measured during flight, Proc. of 10th Int. Congress on Sound and Vibration, Stockholm, (CD) 2003.