Modellbildung und nichtlineare Regelung einer stabilisierten Plattform in einem Flugzeug

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Modellbildung und nichtlineare Regelung einer stabilisierten Plattform in einem Flugzeug

Klier, W. / Großheim, R. / Hahn, H.

Die vorgestellte stabilisierte Plattform soll in niedrig fliegenden Kleinflugzeugen unter turbulenten Flugbedingungen bei Verwendung eines computergestützten Satellitennavigationssystems (INS/GPS) für Umweltüberwachung und photogrammetrische Vermessungen eingesetzt werden. Dazu wurde in dieser Arbeit eine modellbasierte, nichtlineare Regelung nach dem Computed-Torque-Verfahren entworfen. Die Modellgleichungen werden in Form gewöhnlicher Differentialgleichungen aus den Algebradifferentialgleichungen des Mechanismus hergeleitet. Die Vorgehensweise folgt dabei einer festen Methodik, die auch auf andere mechanische Systeme übertragbar ist. Sämtliche Daten, die zur Beschreibung der Bewegung des Flugzeuges nötig sind, werden vom INS/GPS erfaßt und gehen als Störung in das System ein. Basierend auf den Modellgleichungen wird der nichtlineare Regler entworfen, der anschließend um eine Antriebskraftregelung erweitert wird. Das nichtlineare geregelte Modell wird im Rechner simuliert. Die Ergebnisse der Simulation, die mit dem Regler CT-NMNS-PK erzielt wurden, zeigen ein gutes Führungsverhalten der Regelkreise bei einem geforderten maximalen Regelfehler von +/- 1 Grad für den Roll- und Nickwinkel der Plattform. Aus diesen Daten wird auch die Animation erstellt. (GMA-Kongress 2001. Automatisierungstechnik im Spannungsfeld neuer Technologien, Baden-Baden, D, 22.-23. Mai 2001)