Synteza układu sterowania samolotem z zastosowaniem metody kontrakcji dynamicznej

• Autorzy: Czyba R. , Błachuta M.

Warianty tytułu

EN

Synthesis of aircraft flight control system based on dynamic contraction method

• Konferencja: Awionika / Konferencja (IV ; 2004 ; Polańczyk, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy jest przeprowadzenie studium metodyki syntezy układu sterowania samolotem bazującej na metodzie kontrakcji dynamicznej. W pracy przedstawiono model dynamiki samolotu i wskazano na nieliniowosci tkwiące w obiekcie regulacji. Następnie omówiono metodę kontrakcji dynamicznej oraz przedyskutowano ruchy w wolnej i szybkiej skali czasu. W kolejnej części przedstawiono równania modeli odniesienia oraz poszczególne etapy projektowania regulatorów. W końcowym etapie zaprezentowano wyniki symulacji lotów, które wykonano w układzie zamkniętym z zaprojektowanym układem sterowania.

EN

In the paper the design of an aircraft flight controller based on the Dynamic Contraction Method is presented. The control task is formulated as a tracking problem of aerodynamic state variables: velocity of flight and three angles, which are responsible for aircraft flight conditions in the spatial movement. The applied DCM method allows to create the expected ourputs for non-linear and non-stationary objects in spite of incomplete information about varying parameters of the system and extemal disturbances. In addition, we require that transient processes have desired dynamic properties and are mutually independent. The resulting controller has a simple form of a combination of a low-order linear dynamical system and a matrix whose entries depend nonlinearly on certain measurable flight variables. The structure of the paper is as follows. First, a mathematical description of the aircraft model is introduced. The next part includes a description of DCM method used for the control system design. The control solution along with the stages of regulators design are presented on F-16 aircraft model. Finally, the results of simulations performed in the closed-loop system with DCM structure are presented.

Słowa kluczowe

PL

układy sterowania; systemy sterowania; dynamika samolotu; metoda kontrakcji dynamicznej; symulacja lotu

EN

control systems; aircraft dynamics; dynamic contraction method; flight simulation

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2004
• Tom: z. 63 [213], t.1
• Strony: 61--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Czyba R.

• Politechnika Śląska, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice

autor

Błachuta M.

• Politechnika Śląska, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• 1. Balas G., Garrard W., Reiner J.: Robust dynamic inversion for control of highly maneuverable aircraft. Journal of Guidance Control & Dynamics, vol. 18, No. 1, 1995, pp. 18-24.
• 2. Bociek S., Gruszecki J.: Układy sterowania automatycznego samolotem. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1999.
• 3. Czyba R., Błachuta M.: Dynamic Contraction Method approach to robust longitudinal flight control under aircraft parameters variations. Proceedings of the AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, AIAA Paper No 2003-5554, Austin, USA, 2003, ISBN-1-56347-638-X
• 4. Stevens B., Lewis F.: Aircraft control and simulation. John Wiley & Sons, 1992.
• 5. Tomczyk A.: Pokładowe cyfrowe systemy sterowania samolotem. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, ISBN 83-7199-093-6, Rzeszów, 1999.
• 6. Utkin V.I.: Sliding modes and their application in variable structure systems. Mir Publishers, Moskow, 1978.
• 7. Vostrikov A.S., Yurkevich V.D.: Design of control systems by means of localization method. Preprints of 12-th IFAC World Congress, Sydney 1993, vol. 8, pp. 47-50.
• 8. Yurkevich V.D.: Design of Two-Times-Scale Nonlinear Time-Varying Control Systems. Nauka, (Series "Analysis and Design of Nonlinear Systems ", Ed. by G.A. Leonov and A.L. Fradkov), St.-Peterburg, 2000 (in Russian).