Strukturované zákony řízení pro koncepty flexibilního křídla
Structured control laws for flexible wing concepts
Typ dokumentu
disertační prácedoctoral thesis
Autor
Filip Svoboda
Vedoucí práce
Hromčík Martin
Oponent práce
Schirrer Alexander
Studijní obor
Řídicí technika a robotikaStudijní program
Elektrotechnika a informatikaInstituce přidělující hodnost
katedra řídicí technikyPráva
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Metadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
Vývoj v oblasti letectví neustále posouvá hranice letadel z pohledu dynamiky, výkonu i účinnosti. Dříve pouze teoretické koncepty se stávají realizovatelnými díky novým materiálům, aktuátorům, řídicím systémům a dalším technologiím. Křídla se s kompozitními materiály a novými konstrukcemi stávají lehčí, efektivnější a flexibilnější. To přináší nové výzvy z pohledu řízení a bezpečnosti. Paralelně také vznikají nové koncepty, jako jsou morfující křídla nahrazující konvenční řídicí plochy hladkou a spojitou plochou křídla, které se kontrolovaně deformuje a tím zajišťuje funkce řídicích ploch.Tato práce se zabývá návrhem strukturovaných řídicích zákonů motivovaných flexibilními a morfujícími křídly. Dynamika těchto systémů bývá poměrně komplexní, nicméně v ní můžeme nalézt určité struktury a vazby. Vhodnou interpretací modelu a zmiňovaných vazeb pak lze i k řízení přistoupit strukturovaně. Výhodou je rozložení úlohy na menší a snáze řešitelné celky, snadné škálování a intuitivní ladění.Design decentralizovaných řídicích zákonů, které vychází ze struktury systému, práce prezentuje nejprve na jedno-dimenzionální struktuře. Uvedený přístup ovšem nelze přímo aplikovat na vícedimenzionální systémy, kterými je tato práce motivována. Dále je proto navržen druhý algoritmus pro syntézu řídicího zákonu. I v tomto případě je úloha zjednodušena, nicméně již využívá LMI a další principy, které jsou rozšířeny ve čtvrté kapitole, kde je řízený systém model křídla reprezentovaný FEM strukturou doplněnou o model aktuátorů a aerodynamiky. Developments in the field of aviation have been constantly pushing the boundaries of aircraft in terms of dynamics, performance, and efficiency. Concepts which were previously only theoretical, are now becoming feasible thanks to new materials, actuators, control systems, and other technologies. Wings are becoming lighter, more efficient, and more flexible with composite materials and new designs. This brings new challenges in terms of control and safety. In parallel, new concepts such as morphing wings, are replacing conventional control surfaces with a smooth and deformable wing, which deforms in a controlled manner and thereby ensures the function of the control surfaces. This work deals with the design of structured control laws motivated by developments in flexible and morphing wings. The dynamics of these systems tend to be quite complex. However, we can recognize specific structures and identify links within the system to guide the control design. With an appropriate interpretation of the model and the mentioned links, control design can be approached in a structured way. The advantages of such approach are the distribution of the task into smaller and more manageable units, easy scaling, and intuitive tuning. The design of decentralized control laws based on the system’s structure is firstly presented on a one-dimensional structure in Chapter 2. However, the mentioned approach cannot be directly applied to multidimensional systems which are the main motivation of this work. Therefore, a second algorithm for the control law synthesis is proposed in Chapter 3. Even in this case, the task is simplified, but it already uses LMIs and other principles, which are expanded in the fourth chapter, where the controlled systém is a wing model represented by a FEM structure together with a model of actuators and aerodynamics.
Zobrazit/ otevřít
Kolekce
- Disertační práce - 13000 [700]