طراحی سیستم کنترل پرواز مبتنی بر وارون دینامیک غیرخطی با وجود آسیب در دم
نویسندگان
1 دانشیار، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
2 استادیار، دانشکده مهندسی هوافضا،دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
3 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی هوافضا،دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
4 استادیار، دانشکده مهندسی هوافضا،دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
doi
10.47176/MAJ.2025.1469چکیده
آسیب ساختاری، چالش مهمی را برای ایمنی و کیفیت پرواز هواپیما ایجاد میکند. این نوع آسیب باعث تغییر گسترده در پارامترهای اصلی پرنده همچون ضرایب آیرودینامیکی و مشخصههای جرمی میشود. در این مقاله، رویکرد طراحی سیستم کنترل تحملپذیر عیب مبتنی بر قانون کنترل وارون دینامیک غیرخطی ارائه شده است. رویکرد پیشنهادی، خرابی در دم عمودی را بررسی کرده است. جهت مدلسازی آسیب، دو پارامتر جدید با عناوین ضریب درجه آسیب و عدمقطعیت ناشی از آسیب معرفی شده است. پارامتر عدم قطعیت بیانکننده کوپلینگ بین معادلات طولی و عرضی-سمتی ناشی از عدم تقارن در پیکربندی هواپیمای آسیبدیده است و ضریب درجه آسیب، میزان فیزیکی آسیب را نشان میدهد. در فرآیند حل مشکل آسیب، یک واحد تشخیص عیب مبتنی بر فیلتر کالمن تعمیمیافته به سیستم کنترل افزوده شده است. با استفاده از مقادیر تخمینی فیلتر، مشتقات پایداری و پارامتر عدمقطعیت در ساختار کنترلی بروزرسانی شده و کنترلکننده با شرایط آسیب تطبیق داده شده است. روش پیشنهادی در این رساله یعنی اصلاح برخط ساختار کنترلکننده بر مبنای تشخیص فیزیکی میزان آسیب و پارامتر جدید عدمقطعیت، میتواند یک رویکرد جدید در حوزه آسیبهای ساختاری به شمار برود. در انتها، سناریوهای مختلف پروازی برای مدل غیرخطی هواپیمای بوئینگ 747 شبیهسازی شده است. نتایج، توانایی سیستم کنترل تحملپذیر عیب در بهبود نسبی عملکرد هواپیمای آسیبدیده را نشان میدهند.
