Thiết kế bộ điều khiển bay phi tuyến cho một UFO bằng phương pháp tuyến tính hóa quỹ đạo. I. Mô hình hóa

Xiaofei Wu1, R. Ignatov1, G. Muenst1, A. Imaev1, J.J. Zhu1
1School of EECS, Ohio University, USA

Tóm tắt

Chúng tôi trình bày sự phát triển của một mô hình động lực học phi tuyến của một thiết bị thí nghiệm điều khiển bay có 3 bậc tự do (3 DOF), "Quanser UFO", là một chiếc trực thăng với ba cánh quạt được điều khiển bởi động cơ DC. Việc mô hình hóa bao gồm xác định các tính chất hình học và vật lý của thân máy bay, các đạo hàm điều khiển, độ ổn định tĩnh, cũng như các thông số hiệu suất kiểm soát tư thế trong mạch kín. Vị trí của trọng tâm (CG) và mô men quán tính được xác định bằng cả phương pháp thực nghiệm và thông qua một phần mềm thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) ba chiều Solid Edge. Ma trận đạo hàm hiệu quả điều khiển được xác định từ các tham số động cơ DC và cánh quạt thông thường. Các thông số chất lượng bay trong mạch kín cũng được rút ra, giả định rằng UFO là một mô hình tỉ lệ 1:9 của một chiếc máy bay thực. Mô hình động lực học phi tuyến sau đó đã được triển khai và xác thực trong SIMULINK.

Từ khóa

#Cánh quạt #Động cơ DC #Kiểm soát hàng không #Trực thăng #Mô hình rắn #Độ ổn định #Trọng lực #Tạo hình nhân vật #Thiết kế phần mềm #Tự động hóa thiết kế

Tài liệu tham khảo

murphy, 1957, Textbook ‘Basic Automatic Control Theory’ 1995, Technische Formelsammlung, Gieck 1994, Control System Toolbox User s Guide 1992, User's Guide 1999, User's Guide WinCon 1999, User s Guide nelson, 1998, Flight Stability and Automatic Control 0, A Nonlinear Flight Controller Design for a UFO by Trajectory Linearization Method Part II-Controller Design, this preceding zhu, 2001, Lecture notes Aerospace Controls, Instructor