Controller design for an unmanned reconnaissance aerial vehicle

Författare:

  • Hammar Marcus

Publiceringsdatum: 2006-01-01

Rapportnummer: FOI-R--1944--SE

Sidor: 74

Skriven på: Engelska

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%.