System ıdentification of helicopter rotor dynamics in linear parameter varying (LPV) state space form
Helikopter rotor dinamiklerinin doğrusal parametre değişkenli durum uzayı formunda sistem tanımlaması
- Tez No: 1005225
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİR KUTLUAY, DR. SEVİL AVCIOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Helikopter, Sistem tanıma, Helicopter, System identification
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Döner kanatlı hava araçlarında sistem tanımlama, uçuş dinamiği modellerinin geliştirilmesinde yaygın olarak kullanılan bir mühendislik yöntemidir ve geçmiş yıllarda kapsamlı biçimde araştırılmıştır. Ancak, helikopter rotorlarının zamanda periyodik doğasını tanımlamaya yönelik çalışmalar oldukça sınırlıdır. Rotor sistemi, askı uçuşunda sabit katsayılı denklemlerle temsil edilebilirken, ileri uçuş koşullarında zamanda periyodik bir yapıya dönüşür. Bu tez kapsamında, söz konusu dinamiklerin modellenmesi için Doğrusal Parametre Değişkenli (LPV) sistem tanımlama yöntemlerinin uygulanabilirliği incelenmektedir. Çalışmanın amacı, zamanda periyodik rotor davranışını hesaplama açısından verimli ancak doğruluğu yüksek, düşük mertebeli durum-uzayı modelleriyle temsil etmektir. Tanımlanan LPV modelleri, aktif rotor kontrolü ve uçuş zarfı limit tahmini gibi uygulamalarda kullanılması hedeflenmiştir. Sistem tanımlama süreci, model uyum kalitesini artırmak amacıyla bir optimizasyon adımıyla desteklenen LPV alt-uzay temelli bir yaklaşım kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yöntem, yapıtaşı temelli bir strateji izlenerek, rijit pal simülasyonlarından daha yüksek doğrulukta esnek pal modellerine ve nihayetinde uçuş test verilerine kadar aşamalı biçimde uygulanmıştır. Simülasyon ve uçuş testlerinden elde edilen sonuçlar, önerilen LPV sistem tanımlama yaklaşımının helikopter rotor dinamiğinin periyodik özelliklerini etkin biçimde yakalayabildiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
For rotorcraft, system identification is a widely adopted engineering tool for developing flight dynamics models and has been studied extensively over the past decades. However, only a limited number of studies have focused on identifying the inherently time-periodic dynamics of helicopter rotors. While the rotor system can be represented by constant-coefficient equations in hover, it develops a time-periodic structure under forward-flight conditions. This paper investigates the applicability of Linear Parameter-Varying (LPV) system identification techniques for modeling such dynamics. The objective is to obtain computationally efficient yet accurate low-order state-space representations of time-periodic rotor behavior. The identified LPV models are intended to support applications such as active rotor control and flight envelope limit prediction. The identification process employs an LPV subspace-based approach, complemented by an optimization step to improve model fit quality. The methodology is demonstrated for blade flapping dynamics following a building-block strategy, progressing from rigid-blade simulations to higher-fidelity elastic-blade models and, ultimately, to flight-test data. Results from both simulation and flight tests confirm that the proposed LPV identification approach effectively captures the periodic characteristics of helicopter rotor dynamics.
Benzer Tezler
- İki serbestlik dereceli helikopter için Kalman filtresi tabanlı durum/model parametre tahmini ve dayanıklı denetleyici tasarımı
Kalman filter based state/model parameter estimation and robust controller design for two degree of freedom helicopter
İBRAHİM MUCUK
- Dikine iniş kalkış yapabilen dört rotorlu hava aracının (Quadrotor) uçuş kontrolü
Flight control of a four rotor vtol (Quadrotor) aircraft
MEHMET KEMAL BAYRAKÇEKEN
Doktora
Türkçe
2013
Eskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- A model based flight control system design approach for micro aerial vehicles using integrated flight testing and hil simulations
Küçük boyutlu insansız hava araçları üzerinde sistem tanılama, uçuş kontrol sistem tasarımı ve donanım ile benzetim uygulamaları
BURAK YÜKSEK
- İşletmelerde veri örgütlenmesi ve yönetim açısından bilgi sistemleri
Başlık çevirisi yok
FAHAMET TOPALOĞLU
