Modern techniques for active modification of the aircraft dynamic behaviour

• Autorzy: Pietrucha J.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper an attempt has been made to show crucial ideas of modification theory. This theory, through just in statu nascendi, provides the flight dynamics engineer with a very valuable design tool, because it covers the diverse topics that have attracted utmost attention in current researches. This paper considers the problem of improving the aircraft dynamic characteristics using feedback control. The starting point is a linear quadratic problem. Next, several applications of control theory to aircraft control law developments are desribed. The applications include solutions to the artificial stabilization and wing control problems. Finally, some issues to be explored are shown.

PL

Współczesne metody modyfikacji dunamicznego zachowania się statków powietrznych. W pracy podjęto próbę przedstawienia kluczowych idei teorii modyfikacji. Chociaż teoria ta znajduje się jeszcze in statu nascendi, to już teraz dostarcza inżynierom lotnictwa bardzo wartościowego narzędzia projektowania, dzięki temu, że "obsługuje" rozmaite zagadnienia, które pojawiają się w bieżących badaniach. Praca niniejsza dotyczy zagadnienia poprawiania charakterystyk dynamicznych statków powietrznych za pomocą układów sterowania. Punktem wyjścia do prezentacji jest zagadnienie liniowo-kwadratowe. Następnie opisane są mało znane metody dla układów liniowych. Jądrem pracy są jednak metody dla układów nieliniowych, a mianowicie Zasada Maksimum Pontriagina, Metoda Funkcji Lapunowa i Nieliniowa Dynamika Odwrotna. Niektóre metody zostały zilustrowane zagadnieniem ustatecznienia samolotu niestatecznego oraz zagadnieniem sterowania ruchem "wing-rock".

Słowa kluczowe

EN

stability and control characteristics; artificial stabilization; wing rock control

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 38 nr 1
• Strony: 131--156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pietrucha J.

• Institut of Aeronautics and Applied Mechanics, Warsaw Univerity of Technology

Bibliografia

• 1. ACKERMANN J., 1993, Robust Control: Systems with Uncertain Physical Parameters, Springer-Verlag.
• 2. AL AZAB T., MARYNIAK J., 1994, Application of Control Laws in a Form of Non-Holonomic Constraints to Flight Dynamics of a Self-Guided Air-to-Air Missile" (in Polish), Mechanika w Lotnictwie "ML-VI", (edit. J. Maryniak), 5-18.
• 3. ARENA A.S. JR., NELSON R.C., 1994, Experimental Investigations on Limit Cycle Wing Rock of Slender Wings, J. Aircraft, 31, 5, 1148-1155.
• 4. BELLMAN R., 1957, Dynamic Programming, Princeton University Press.
• 5. BLAJER W., 1990, Aircraft Program Motion Along a Predetermined Trajectory, Aeronautical J., 17-23, 53-58.
• 6. BOGOLIUBOV N.N., MITROPOLSKI J.A., 1958, Asymptotic Methods in Theory of Nonlinear Oscillations (in Russian), Moscow.
• 7. DUBIEL S., HOMZIUK A., 1990, Minimalno-czasowe strefy sterowalności rakiety w locie płaskim, Mech. Teoret. i Stos., 28, 3-4, 539-561.
• 8. ELBERT T.F., 1984, Estimation and Control of Systems, Van Nostrand Rein-hold.
• 9. GOSZCZYŃSKI J., PIETRUCHA J., ZŁOCKA M., 1997, Porównanie metod Lapunowa i dynamiki odwrotnej jako sposobów produkcji drgań nieliniowych typu "wing rock", Szkoła "Metody aktywne redukcji drgań i hałasu", Kraków-Zakopane, 89-94.
• 10. KHOT N.S., 1988, Structures/Control Optimisation to Improve the Dynamic Response of Space Structures, Journal of Comput. Mechanics, 3, 179-186.
• 11. MCLEAN D., 1990, Automatic Flight Control Systems, Prentice-Hall.
• 12. MICHALSKI W., PIETRUCHA J., 1990, Sterowanie czynne własnościami dynamicznymi samolotu nieodkształconego, Mech. Teoret. i Stos., 28, 3-4, 333-351.
• 13. MICHALSKI W., PIETRUCHA J., 1996, Redukcja przyspieszenia pochylania samolotu jako realizacja postulowanych własności dynamicznych, ZN Katedry Mech. Tech. Pol. Śl.,2, 137-142.
• 14. PIETRUCHA J., 1998, Modification of Aircraft Dynamie Properties Via Feedback Control - a Unified Formulation, Aviation, Scientific Works, 3, 384, 63-69, Technika, Vilnus.
• 15. PIETRUCHA J., 1999, Comparative Analysis of Performance Indices in the Aircraft Stabilization Problem, Research Bulletin (edit. Z. Goraj), 9, II, 101-106.
• 16. PIETRUCHA J., WOJCIECHOWSKI J., 1997, Modification of Flow-Structure Interaction Using Acoustic Excitation, Research Bulletin (edit. Z. Goraj), 7, 35-40.
• 17. PIETRUCHA J., ZLOCKA M., 1995, Theoretical Aspects of Lyapunov Functions Method for Synthesis of Aircraft Nonlinear Control Law (in Polish), Mechanika w Lotnictwie "ML-VI", (edit. J. Maryniak), 441-457.
• 18. PIETRUCHA J., ZLOCKA M., 1997, Modification of Aircraft Wing-Rock Characteristics Using Active Control Techniques, Research Bulletin (edit. Z. Goraj), 7, 41-46.
• 19. PONTRYAGIN L.S. ET AL., 1962, The Mathematical Theory of Optimal Processes, J. Wiley and Sons.
• 20. PORTER B., CROSSLEY R., 1972, Modal Control: Theory and Applications, Taylor and Francis.
• 21. SHUE S.P. ET AL., 1996, Optimal Feedback Control of a Non-Linear System: Wing Rock Example, J. Guidance, Control and Dynamics, 19, 1, 166-171.
• 22. SLOTINE J.J.E., LI W., 1991, Applied Non-Linear Control, Prentice-Hall.
• 23. STEVENS B.L., LEWIS F.L., 1992, Aircraft Control and Simulation, John Wiley and Sons.
• 24. TOMCZYK A., 1997, Aircraft's Handling Characteristics Modification Using the Digital Flight Control System, Research Bulletin (edit. Z. Goraj), 7, II, 113-118.