Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Controller design for an unmanned reconnaissance aerial vehicle.

Controller design for an unmanned reconnaissance aerial vehicle. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Hammar Marcus
Ort: Stockholm
Sidor: 74
Utgivningsår: 2006
Publiceringsdatum: 2006-01-01
Rapportnummer: (FOI-R--1944--SE)
Nyckelord Styrsystem, olinjär reglerteknik, obemannad flygande farkost, UAV, simulering, LQ, SDRE, flight control system, nonlinear control, unmanned aerial vehicle, UAV, simulation, LQ, SDRE
Sammanfattning Det huvudsakliga syftet med detta examensarbete är att utvärdera en metod för design av olinjära regulatorer f r flygfarkoster med hänsyn till robusthet mot modellosäkerhet och att samtidigt underlätta designarbetet. Det senare är av stor betydelse eftersom det, inom industrin, existerar en ambition att automatisera designen i så stor utsträckning som möjligt. Den olinjära metoden, State Dependent Riccati Equation (SDRE), som används i detta examensarbete är en olinjär version av klassisk LQ-reglering och båda metoderna är utvärderade och jämförda för ett par olika flygfall. Vidare r en annan olinjär designmetod, Two Timescale Separation (TSS), använd som jämförelse. LQ och SDRE visar likvärdiga prestanda under både loopingar och mer komplicerade manövrar såsom hastighets-vektor roll vid flygning med hög anfallsvinkel. Vad gäller minimering av arbetsmödan under designen så är LQ lika automatiserbar som SDRE. Trots dessa båda likheter så är fortfarande SDRE att föredra eftersom den alltid kommer att vara något noggrannare än LQ. Jämförelsen med TSS visar resultat till SDRE/LQ:s fördel, mest på grund av TSS:s långsamma dynamik och låga noggrannhet. En Monte Carlo simulering gjord på LQ och SDRE visar att dessa regulatorer är robusta mot modellfel på 40%.
Abstract The overall objective with this thesis is to evaluate a method for designing nonlinear controllers for aircraft with concern in robustness against modeling uncertainties and also to minimize the design effort. The later objective is of great importance since there exists, in the industry, an ambition to automate the design as far as possible. The nonlinear method, State Dependent Riccati Equation (SDRE), used in this thesis is a nonlinear version of classic LQ design and both are evaluated and compared for a few flying conditions. Also another nonlinear control method, Two Timescale Separation (TSS), is tested. LQ and SDRE show equal performance during both looping and more complicated maneuvers, such as high angle of attack velocity-vector roll. Further it is possible to automatize the LQ design as well as it is possible for SDRE. Still SDRE is preferable since it will always be somewhat more accurate than LQ. A comparison with the nonlinear method TSS shows results in favor of LQ/SDRE mostly due to relatively slow dynamics and bad accuracy of TSS. A Monte Carlo simulation is made on LQ and SDRE showing that these controllers are robust against a relatively large modeling error of 40%.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182