Promotie: Flight Control
door M&C
Promotie van De heer Ir. L. Sonneveldt: "Adaptive Backstepping Flight Control for Modern Fighter Aircraft"
07 juli 2010 | 15:00 uur
plaats: Aula TU Delft
De heer Ir. L. Sonneveldt | ingenieur luchtvaart en ruimtevaart, Nederland promotor | Prof.dr.ir. J.A. Mulder em.hgl (2008) LR coprom. | Dr. Q.P. Chu UHD-LR
Adaptive Backstepping Flight Control for Modern Fighter Aircraft
Moderne gevechtsvliegtuigen zoals de F-35 Lightning II, beter bekend als de Joint Strike Fighter, zijn inherent onstabiele, sterk niet-lineaire systemen die vertrouwen op automatische besturingssystemen om de stabiliteit zodanig aan te passen dat de piloten kunnen profiteren van hun extreme wendbaarheid. Bovendien moeten moderne besturingssystemen ook nog eens beschikken over een zekere tolerantie ten opzichte van onvoorziene problemen zoals structurele schade of actuator falen. De recente ontwikkelingen in computers en beschikbare rekenkracht hebben het mogelijk gemaakt om meer complexe, adaptieve vliegtuigbesturingssystemen te implementeren met online model identificatie. Dit heeft er toe geleid dat er, zeker de laatste jaren, een hoop onderzoek plaatsvindt naar nieuwe, herconfigureerbare vliegtuigbesturingsmethodes in zowel de academische als de industriële wereld. In dit proefschrift is een nieuw type herconfigureerbaar vliegtuigbesturingsmethode ontwikkeld, gebaseerd op de adaptive backstepping techniek in combinatie met een immersion en invariance schatter. De prestaties en stabiliteitseigenschappen van deze besturingsmethode kunnen theoretisch worden bewezen zolang er voldoende control authority beschikbaar is, zelfs wanneer er grote model onzekerheden zijn. Om een real-time implementatie van een adaptieve regelaar mogelijk te maken moet de complexiteit zoveel mogelijk beperkt worden. Als oplossing wordt het operationele vliegdomein verdeeld in meerdere gebieden, met in ieder gebied een lokaal geldig vliegtuigmodel. Op deze manier hoeft de schatter maar een paar lokale modellen te updaten op iedere tijdstap, waarmee de benodigde rekenkracht van het algoritme gereduceerd wordt. De adaptive backstepping besturingssystemen, die ontwikkeld zijn in deze thesis, zijn toegepast op een hoogwaardig dynamisch F-16 model en geëvalueerd in numerieke simulaties die zijn toegespitst op verscheidene regelproblemen. De prestaties zijn vergeleken in simulatie scenario's op verschillende vliegcondities waar het vliegtuigmodel plotseling te maken krijgt met een falende actuator, longitudinale zwaartepuntsverschuivingen en veranderingen in de aërodynamische coëfficiënten. De resultaten van de numerieke simulaties tonen aan dat de adaptieve regelaar een significante verbetering geeft qua prestaties ten opzichte van klassieke, niet adaptive regelaars.
Meer informatie?
Voor inzage in proefschriften van de promovendi kunt kijken in de TU Delft Repository op: