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Damage-tolerant flight control system design for propulsion-controlled aircraft.

机译：推进控制飞机的容错飞行控制系统设计。

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This thesis presents a damage-tolerant flight control system design for propulsion-controlled aircraft (PCA). PCA refers to an emergency piloting strategy that flight crews use throttle modulation only to achieve the attitude control of aircraft in case of conventional flight control system failures. PCA also refers to a conceptual or experimental aircraft that is installed with such automated thrust-only control system. When an aircraft undergoes structural damage to its airframe, lifting or control surfaces which cause conventional control system failures, PCA is adopted as an alternative control approach to stabilize the aircraft. However, the control of the damaged aircraft poses complications in stability recovering as unmodeled uncertainties and perturbed dynamics have significant impact on flight dynamics. Therefore, the PCA flight control system should have a high level of robustness against such model uncertainties, aerodynamics parameter deviations, and model perturbations. This thesis presents the study of robust PCA control system design using H infinity-based robust control method. The developed controllers are tested through both linear and nonlinear simulations. A comprehensive evaluation is performed for several different emergency scenarios. The results demonstrate the advantages of the newly-designed robust flight control architecture over the existing optimal controller in dealing with model deviations due to structural damage.
机译：本文提出了一种用于推进控制飞机（PCA）的容错飞行控制系统设计。 PCA指的是一种紧急驾驶策略，即在常规飞行控制系统出现故障的情况下，飞行机组仅使用油门调制来实现对飞机的姿态控制。 PCA还指安装有这种自动仅推力控制系统的概念飞机或实验飞机。当飞机的机体，升力或控制面遭受结构性损坏（导致常规控制系统故障）时，采用PCA作为稳定飞机的替代控制方法。然而，由于未建模的不确定性和扰动的动力学对飞行动力学有重大影响，因此对受损飞机的控制给稳定性恢复带来了复杂性。因此，PCA飞行控制系统应对此类模型不确定性，空气动力学参数偏差和模型扰动应具有较高的鲁棒性。本文提出了基于H无穷大鲁棒控制方法的鲁棒PCA控制系统设计的研究。通过线性和非线性仿真对开发的控制器进行测试。针对几种不同的紧急情况进行了综合评估。结果表明，在处理由于结构损坏而引起的模型偏差时，新设计的鲁棒飞行控制体系结构优于现有的最佳控制器。

著录项

  • 作者

    Hitachi, Yoshitsugu.;

  • 作者单位

    University of Toronto (Canada).;

  • 授予单位 University of Toronto (Canada).;
  • 学科 Engineering Aerospace.
  • 学位 M.A.Sc.
  • 年度 2009
  • 页码 129 p.
  • 总页数 129
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
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