مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کنترل غیرخطی تحمل خطای پرواز هواپیمای مسافربری در حضور خطا و شکست عملگرهای کنترلی

نویسندگان
1 استادیار مهندسی هوافضا -دانشکده فناوریهای نوین -دانشگاه شهید بهشتی
2 دانشگاه شهید بهشتی، مهندسی هوافضا، دینامیک پرواز و کنترل
چکیده
آسیب‌دیدگی عملگرهای کنترلی از عمده دلایل از دست رفتن کنترل هواپیما حین پرواز است. دینامیک هواپیما به شدت تحت تأثیر خطا و شکست اجزای سیستم کنترل پرواز قرار گرفته و در صورت عدم صدور فرمان کنترل اصلاحی توسط کنترلر تحمل خطا، پیامدهای نامطلوبی همچون ناپایداری و کاهش عملکرد سیستم را در پی داشته و سوانح هوایی مرگباری به وقوع خواهد پیوست. این مقاله شامل ارائه‌ یک تکنیک کنترلی تحمل خطا مبتنی بر روش کنترل بهینه غیرخطی با استفاده از معادله‌ی ریکاتی وابسته به حالت است. دو سناریوی خطا و شکست شامل کاهش کارایی الویتور و از مهار خارج شدن ایلرون یک هواپیمای تجاری بزرگ مورد بررسی قرار گرفته و عملکرد روش بهینه غیرخطی در مقایسه با کنترل بهینه خطی ارزیابی می‌شود. برای نخستین بار است که این تکنیک به عنوان روش کنترلی تحمل خطای پرواز در سطح تحقیقات داخلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. نتایج شبیه‌سازی‌ها، اثربخشی رویکرد غیرخطی پیشنهادی را در بازیابی پایداری و حفظ مسیر پروازی به اثبات می‌رساند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Nonlinear fault-tolerant flight control for a transport aircraft in presence of actuators fault and failure

نویسندگان English

Mohammad Navabi 1
Parastoo Roozgard 2
چکیده English

Aircraft actuator damage is one of the main causes of the loss of control during the flight. The Aircraft dynamic are severely affected by the faults and failures and if the corrective command signals are not supplied immediately, damages will lead aircraft to catastrophic consequences such as instability and system performance degradation and deadly plane crashes will be occurred. This paper presents a fault-tolerant control technique based on nonlinear optimal control method using State-Dependent Riccati Equation. Two fault and failure scenarios including loss of elevator effectiveness and aileron hard-over for a large transport aircraft is considered and the performance of State-Dependent Riccati Equation method is evaluated in comparison with its linear counterpart (Linear Quadratic Regulator). For the first time this technique as a fault-tolerant flight control method has used in the internal investigations. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed nonlinear approach in restoring stability and maintaining the flight path.

کلیدواژه‌ها English

Fault-tolerant control
nonlinear optimal control
State-Dependent Riccati equation
Actuator fault
Actuator failure