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: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Arizona State University
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 203
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
- Timaran teknelerde yan teknelerin bilgisayarla konum optimizasyonu
Başlık çevirisi yok
MURAT KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER GÖREN
- Çentikli beton kirişlerde mod I durumunda kırılma parametrelerinin belirlenmesi
Determination of fracture parameters at the notched concrete beams
MEHMET KIZILASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiYapı Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAİM AKYÜZ
- Optimal lop kontrol
Başlık çevirisi yok
FÜSUN DEDE
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEYLA GÖREN
- Sınır elemanları metodu
Boundary elements method
ERDEM SERKAN SAATÇİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEOMAN KURTAY