Geri Dön

Identification of flight simulator dynamics and optimum flight controlsystem design

Uçuş simülatörü dinamiklerinin tanımlanması ve optimum uçuş kontrol sistemi tasarımı

PDF İndir

  1. Tez No: 922664
  2. Yazar: SOHAYB ABDULKERİM
  3. Danışmanlar: PROF. DR. A. H. JONES
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: University of Salford Manchester
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 151

Özet

Bu tezde, Merlin Uçuş Simülatörü (MFS) için hassas hat tutma (pitch attitude hold) otomatik pilot tasarımı araştırılacaktır. Kısa Periyot Salınımı (SPO) modunda iyi bir hat açısı performansı sağlamak amacıyla, bir dizi kontrolör genetik algoritma kullanılarak optimize edilecektir. Kontrolör tasarım süreci, birkaç temel aşamaya bölünecektir: Sistem için bir dizi doğrusal modelin belirlenmesi Uygun bir kontrolörün seçilmesi Seçilen kontrolörün parametrelerinin ayarlanması Bu çalışmada, etkinliği nedeniyle Dijital Oransal, İntegral ve Türev (PID) kontrolörü kullanılacaktır. Ayrıca, PID kontrolörünün performansını değerlendirmek için uygun bir kriter belirlenmelidir. Bu amaçla, zaman alanında çıkış sinyali için hesaplanan İntegral Kare Hatası (ISE) Kriteri kullanılacaktır. Bilindiği gibi, kontrol edilen hat açısı sistemi doğrusal olmayan bir sistemdir. Doğrusal modellerin belirlenebilmesi için, sistemin dinamik modeli birkaç doğrusal modele bölünecektir. Bunun için, farklı uçuş koşulları için deneyler gerçekleştirilecek ve her uçuş koşulu için bir doğrusal model hesaplanacaktır. Bu doğrusal model, küçük bozuntular (perturbations) için belirli bir uçuş noktası etrafında geçerli olacaktır. Daha sonra, uçuş zarfındaki farklı noktalarda elde edilen doğrusal modeller arasındaki enterpolasyon ve baskın uçuş değişkenleri kullanılarak, sistemin doğrusal olmayan modeli oluşturulacaktır. Küçük bozuntular için doğrusal bir model oluşturulurken dikkate alınması gereken birçok faktör vardır. Bunlardan biri, enterpolasyon işlemini başarıyla gerçekleştirmek için uygun bir baskın uçuş değişkeninin seçilmesidir. Analitik çalışmalar, İleri hız (forward speed) ve hat açısının (pitch attitude angle), SPO'yu belirleyen en önemli değişkenler olduğunu göstermektedir. Ayrıca, tanımlama aşamasında bilinmeyen modelin yapısını belirlemek de kritik bir faktördür. Analitik çalışmalar, sistemin ikinci dereceden bir aktarma fonksiyonu (second-order transfer function) ile modellenebileceğini ortaya koyacaktır. Kontrolör Parametrelerinin Ayarlanması (Tuning) Tanımlama aşamasından sonra, seçilen kontrolörün parametrelerinin ayarlanması gerçekleştirilecektir. Kontrolör parametrelerinin seçimi dikkatlice yapılmalıdır çünkü sistem, farklı uçuş rejimlerinde iyi bir performans sergilemelidir. Bu nedenle, PID kontrolör kazançlarının en iyi şekilde seçilmesini sağlamak amacıyla birkaç farklı yöntem kullanılacaktır: Tek bir sabit PID kontrolörü kullanarak tüm uçuş zarfı için optimize edilmiş bir kontrolör tasarımı Doğrusal kazanç planlaması (Linear Gain Scheduling): İleri hız ile PID kazançları arasındaki optimum doğrusal ilişkiyi belirleme İkinci dereceden kazanç planlaması (Quadratic Gain Scheduling) Üçüncü dereceden kazanç planlaması (Cubic Gain Scheduling) Bu yöntemlerin etkinliğini değerlendirmek için 'ideal' bir kontrolör tasarlanacaktır. 'İdeal' kontrolör, her uçuş koşulu için en iyi PID kontrolörü olarak tanımlanacaktır. Bu, uçuş zarfındaki her noktada optimize edilen bir kontrolör seti oluşturacaktır. Ancak, pratikte bu tür bir kontrolör tasarımı uygulanamaz, çünkü kazanç planlaması (gain scheduling) çok karmaşık olacaktır. Farklı kontrolör tasarımlarının hesaplanmasının ardından, ISE (Integral Square Error) değeri belirlenen tolerans aralığında kaldığı sürece, en basit kontrolör tercih edilecektir.

Özet (Çeviri)

In this dissertation, pitch attitude hold autopilot design for a Merlin Flight Simulator (MFS) will be investigated. In order to ensure good performance of the pitch attitude in the Short Period Oscillation (SPO) mode, a set of controllers will be optimized using genetic algorithm. The controllers design process will be divided into several necessary stages namely identifying a set of linear models for the system, selection suitable controller, and tuning the selected controller parameters. A digital Proportional, Integral and Derivative (PID) controller will be used for its effectiveness. In addition, suitable criterion should be used to assess the performance of the selected PID controller. Therefore, Integral Square Error (ISE) Criterion calculated for the signal output in the time domain will be used to assess the performance. As it is known, the pitch attitude system being controlled is non-linear. In order to identify linear models the dynamic model of the system will be divided into several linear models. Therefore, several flight experiments will be carried out for different flight conditions, then for every flight conditions, a linear model will be calculated. This linear model is valid about the flight point for a small perturbation. By using, the interpolation between the linear models at different points of the flight envelope and the dominant flight variable the non-linear model of the system can be identified. Many factors have to be taken into account when a linear model for a small perturbation is calculated. One of these factors is to select a suitable dominant flight variable in order to achieve the interpolation process. However, analytical studies will be demonstrated show that the forward speed and the pitch attitude angle dominate the SPO. In addition, another factor in the identification stage is that to assume the structure of the unknown model. Analytical studies also will be used to reveal that second order transfer function may be used. After identification stage, tuning the parameters of the selected controller will be achieved. The selection of controller parameters should be done carefully to ensure that the good performance of the system across various flight regimes. Therefore, several schemes will be used to achieve the best selection of PID controller gains. The first scheme uses a single fixed PID controller optimized to cover the whole flight envelope. The second scheme uses linear gain scheduling (i.e. derive optimum linear relationship between the forward speed and each of the PID gains). The next scheme uses quadratic gain scheduling. Finally, the last scheme uses cubic gain scheduling. In order to assess the effectiveness of such schemes an 'ideal' case will be derived. The 'ideal' case will be defined as the best PID controller for that particular flight condition this will result in a set of controllers where will be optimized about its own points in the flight envelope. In practice, such a controller scheme would be impractical as the gain schedule would be too complicated. After calculating different controller schemes, the simplest controller will be chosen if the ISE within the tolerated range.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    411862

    Identification and characterization of a new mosquitocidal Bacillus sphaericus and its toxin proteins

    Sivrisinek öldürücü yeni bir suş olan Bacillus sphaericus ve toksin proteinlerinin tanımlanması ve karakterizasyonu

    FATİH ÇAKAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    BiyoteknolojiYeditepe Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİKRETTİN ŞAHİN

  2. Tez No

    411889

    Servikal spinal travmalı 109 olgunun retrospektif incelenmesi

    Retrospective evaluation of 109 patients with cervical spine trauma

    HAYDAR ÇELİK

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    NöroşirürjiSağlık Bakanlığı

    Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı

    UZMAN YAVUZ ERDEM

  3. Tez No

    411933

    Cinsel yolla bulaşan enfeksiyon etkenlerinin tanısında kullanılan konvansiyonel yöntemler ve DPO TM (dual priming oligonükleotid) tabanlı multipleks PCR yönteminin karşılaştırılması

    Comparison of conventional methods used in the diagnosis of sexually transmitted infectionsand DPO TM (Dual priming oligonükletid) based multiplex PCR method

    DEMET FURKAN SEVİNDİ

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    MikrobiyolojiSağlık Bakanlığı

    Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BERRİN ESEN

  4. Tez No

    411966

    Doğu karadeniz bölgesinde osteoporoz için risk faktörlerinin tespiti

    Identification of risk factors for osteoporosis in the region of east black sea

    MÜNEVVER SERDAROĞLU BEYAZAL

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Fiziksel Tıp ve RehabilitasyonKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET TOSUN

  5. Tez No

    412045

    İnvaziv meme karsinom olgularında her2 ekpresyonunun sısh (gümüş insitu hibridizasyon)yöntemiyle tespit edilerek sonuçların immünohistokimyasal ve fısh (floresan insitu hibridizasyon) yöntemleriyle karşılaştırılması

    Determination of her2 status in invasive ductal breast carcinoma using sish and correlation between fish and ihc

    BETÜL ÜNAL

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    PatolojiAkdeniz Üniversitesi

    Tıbbi Patoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA ŞEYDA KARAVELİ

Geri Dön