Implementarea rezultatelor folosind simulatorul SIMONA

Implementarea rezultatelor folosind simulatorul SIMONA

1 Introducere

Combinatia dintre modurile de alunecare si alocarea de control dezvoltate in ultimul capitol asigura un instrument puternic pentru dezvoltarea controlerelor cu toleranta la erori simple si robuste care lucreaza pentru o gama larga de erori/defecte fara sa necesite reconfigurarea.

Sistemele de alocare de control ale modului de alunecare au fost proiectate si testate pe un simulator cu 6 grade de libertate SIMONA de inalta fidelitate si neliniar bazat pe modelul FTLAB-74

2Facilitati de testare cu simulatorul SIMONA

Testarea unui controler tolerant la erori/defecte este un proces important in determinarea eficientei sale in timpul defectelor. De obicei un controler nou proiectat este mai intai testat pe un model de referinta si apoi este testat pe un simulator de zbor inainte de a primi aprobarea sa fie testat intr-un zbor real. Pentru studiul erorilor si defectelor un model de avion de inalta fidelitate si neliniar poate simula indeaproape conditiile reale si performantele unui avion cu foarte mare acuratete. Simulatoarelele de zbor sunt deasemenea folosite inainte de zborul real pentru a obtine un feedback de la piloti despre eficacitatea controlerelor din sistem.

2.1 Simulatorul Simona

Simulatorul ofera cercetatorilor un instrument puternic care poate fi adaptat diverselor utilizari. A fost folosit pentru testarea sistemelor fly-by-wire, algoritmilor de control si de zbor si a controlului traficului aerian. O retea modulara de calculatoare personale ofera puterea de procesare pentru simulator. O retea de fibra optica de inalta viteza asigura sincronizarea si comunicarea tuturor computerelor.

2.2 Proiectarea controlerului

Cele 12 stari ale corpului rigid ale avionului B-747 pot fi imartite in 6 stari axiale longitudinale si 6 stari laterale si directionale care sunt toate determinate din cele 6 grade de libertate ale ecuatiei de miscare. Starile sunt date de . Pentru axa longitudinala starile sunt viteza de tangaj , viteza adevarata a aerului '', unghiul de atac , unghiul de tangaj '' si altitudinea ''. Pentru axa laterala si directionala starile sunt viteza de ruliu ,viteza de giratie ,unghiul de derapaj '', unghiul de ruliu '' si unghiul de giratie ''. Suprafetele de control cuprind 4 eleroane, 12 spoilere, 2 profundoare, un stabilizator orizontal si 4 motoare.

In acest capitol se ia in considerare atat controlul lateral cat si cel longitudinal. Unul dintre obiectivele proiectarii controlerului este aducerea unui avion cu defecte in apropierea conditiilor de aterizare. Acest lucru poate fi obtinut prin urmarirea adecvata a comenzilor unghiului de ruliu si a unghiului de derapaj folosind controlerul lateral a unghiului de zbor si viteza adecvata a aerului folosind controlerul longitudinal. In urma liniarizarii rezulta un sistem liniar de ordinul 12 asociat cu starile laterale si longitudinale. Pentru proiectare nu se retin decat primele 4 stari longitudinale si laterale.

Pentru sistemul generat (6.7), daca reprezinta starea de integrare rezulta

(5)

unde este matricea distributiilor asociata cu iesirile controlerului si semnalul diferentiabil satisface conditia :

(6)

Cu o matrice stabila din proiectare si este un vector constant. Definind rezulta

(7)

unde

(8)

Daca este controlabila si nu are nici un zero in origine atunci este controlabila. Se defineste functia de comutatie

(9)

unde .

Componenta neliniara este

pentru (10)

Din (6.47) rezulta

(11)