H-infinity design for an X-29 aircraft
X-29 uçağı için H-infinity kontrol tasarımı
- Tez No: 732958
- Danışmanlar: PROF. DR. ARMANDO A. RODRIGUEZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Optimal kontrol, Otomatik denetim sistemleri, Optimal control, Automatic control systems
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Arızona State Unıversıty
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, bir X-29 uçağı için H-infinity karma duyarlılık kontrol sistemi tasarımına yöneliktir. X-29, kararlılık pahasına yakıt verimliliği ve geliştirilmiş manevra kabiliyeti sunan özgün, ileri doğru süpürülmüş kanat tasarımına sahip bir uçaktır. Kararsızlık, uçağın ağırlık merkezinin basınç merkezinden daha geride olması nedeniyle ortaya çıkar. Bu, negatif bir statik marj ve kararsız bir kısa dönem modu ile sonuçlanır. Kararsızlık manevra kabiliyetinin artmasına neden olurken, dengesizlik herhangi bir insan pilotun kontrol edemeyeceği kadar hızlıdır. Bu nedenle otomatik bir kontrol sistemi gereklidir. Bu tezde, hem boylamsal hem de yanal dinamiklerin kontrolü incelenmektedir. X-29, çok sayıda kontrol yüzeyine sahiptir. Boylamsal dinamikler üç yüzey tarafından kontrol edilir: arka kanatçık, kanadın arka kenarındaki simetrik kanatçık ve kanadın önündeki ön kanatçık. Prensip olarak, bu üç yüzey üç bağımsız büyüklüğü kontrol etmek için kullanılabilir (örneğin hız, yunuslama açısı ve hücum açısı). Bu durum, boylamsal kontrol için yaygın olarak kullanılan elevatör tipi bir yüzeye sahip olan geleneksel uçaklardan farklıdır. Yanal dinamikler iki yüzey tarafından kontrol edilir: kanadın arka yüzeyinde bulunan diferansiyel kanatçık ve uçağın arkasında bulunan kuyruk. H-infinity / bilineer dönüşüm tasarım yöntemi, ağırlıklandırma fonksiyonlarının seçimine ilişkin içgörü geliştirmek için çeşitli tek girişli tek çıkışlı kararsız sistemlere uygulanmıştır. Modellenmemiş yüksek frekanslı dinamiklerin kapalı döngü sistem dayanıklılığı üzerindeki etkileri dikkate alınmıştır. Daha sonra performansı iyileştirmek ve nominal tasarımın nasıl değiştiğini anlamak için yüksek frekans dinamikleri modellenmiştir. Çeşitli X-29 modellerine benzer bir yaklaşım uygulanmıştır. Boylamsal dinamikler için iki model dikkate alınmıştır: (1) yunuslama açısı geri beslemesini kullanan bir model, (2) yunuslama açısı ve hız geri beslemesini kullanan bir model. Her bir model için H-infinity tasarımları geliştirilmiştir. Yanal dinamikler için tasarımlar, geri besleme değişkenleri olarak yuvarlanma ve kayma açıları kullanılarak geliştirilmiştir. Her durum için, eyletici dinamiklerinin etkileri dikkate alınmıştır.
Özet (Çeviri)
This thesis addresses H-infinity mixed sensitivity control system design for an X-29 aircraft. The X-29 is a fighter aircraft with a unique forward-swept wing design that trades off stability for fuel efficiency and improved maneuverability. Instability results because the aircraft center of gravity (c.g.) lies aft of the center of pressure (c.p.). This results in a negative static margin and an unstable short period mode. While the instability results in increased maneuverability, the instability is too fast for any human pilot to control. An automatic control system is therefore essential. In this thesis, control of both the longitudinal and lateral dynamics are examined. The X-29 has multiple control surfaces. The longitudinal dynamics are controlled by three surfaces: the strake flap (situated at the rear of the aircraft), symmetric flap (situated on the trailing edge of the wing), and the canard (situated in front of the wing). In principle, these three surfaces may be used to control three independent quantities (e.g., speed, pitch angle, angle of attack). This is in contrast to conventional fighters, which typically have an elevator-type surface available for longitudinal control. The lateral dynamics are controlled by two surfaces: the differential flap (situated on the trailing edge of the wing) and the rudder (situated at the rear of the aircraft). The H-infinity /bilinear transformation design method was applied to various single-input single-output (SISO) unstable plants in order to develop insight into the selection of weighting functions. The impacts of unmodeled high-frequency dynamics on closed loop system robustness were considered. High-frequency dynamics were then modeled to improve performance and understand how the nominal design changes. A similar approach was applied to various X-29 models. For the longitudinal dynamics, two models were considered: (1) a model using pitch feedback, (2) a model using pitch and speed feedback. H-infinity designs were developed for each. For the lateral dynamics, designs were developed using roll and sideslip angles as feedback variables. For each case, the impacts of actuator dynamics were considered.
Benzer Tezler
- Statik elektrik alanlarının sınır elemanları yöntemiyle hesabı
Başlık çevirisi yok
H.DEMİR AYAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
- Hidrofoillerde derinlik ve kat-kat etkisinin incelenmesi
An Investigation of depth and cascade effect on hydrofoils
AYDIN ŞALCI
- Timaran teknelerde yan teknelerin bilgisayarla konum optimizasyonu
Başlık çevirisi yok
MURAT KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER GÖREN
- Serbest su yüzeyi altında ve sonlu deniz derinliğinde ilerleyen üç boyutlu hidrofoillerin hidrodinamik analizi
Başlık çevirisi yok
ŞAKİR BAL