Wie wähle ich eine geeignete Controller-Verstärkung für diesen Roll-Control-Autopiloten aus?

Ich versuche, einen geeigneten K-Wert für diesen Rollsteuerungs-Autopiloten auszuwählen, basierend auf:

Blockdiagramm für den Rollsteuerungs-Autopiloten

Anstelle des Gyro habe ich auch nur eine negative Eins-proportionale Verstärkungsrückkopplung in Betracht gezogen. Wie wähle ich die passende Reglerverstärkung K für das System aus? (Ich füttere einen Schrittimpuls in das System). Ich weiß, dass es für jedes Flugzeug anders wäre, für einen Kampfjet will man schnelle Reaktionszeiten, aber vielleicht nicht so sehr bei einem Verkehrsflugzeug. Was ich herausfinden/verstehen möchte, gibt es Designkriterien/eine Methode zur Auswahl dieses Werts?

  • Gibt es eine Überschreitung (%), die ich anstreben sollte?
  • Ist ein erforderliches Dämpfungsverhältnis eingestellt?
  • Oder schaue ich es mir an und finde ein Gleichgewicht zwischen der Einschwingzeit und dem Überschwingen (%)?

Antworten (1)

Sie möchten eine schnelle Reaktion, aber kein Überschwingen. Die perfekte Antwort auf eine Sprungeingabe wäre in diesem Fall eine kritisch gedämpfte . Matlab/Simulink sind hier deine Freunde.

Dinge, die Sie in Ihrer Feedback-Schleife berücksichtigen sollten:

  • Flugzeugdynamik - wird die anfängliche Trägheitsreaktion modelliert? Das heißt, rollt das Flugzeug beim Querruderausschlag auf seine endgültige Rollrate?
  • Wird der aerodynamische Rollwiderstand modelliert?
  • Handelt es sich um eine digitale Schleife, und wenn ja, welche Integratoren verwenden Sie? Wenn Euler Ihre Schleifenraten hoch sein müssen.

Ich habe ein ähnliches Design für einen Hubschrauber mit einer Controller-Verstärkung von 20 und einem zusätzlichen Rollkompensator gesehen S + 1 S in der Vorwärtsschleife und eine negative Einheitsrückkopplung.

Sie können die Reaktion beobachten, verschiedene Einstellungen für die Rückkopplungsverstärkung verwenden und die schnellste Reaktion ohne Überschwingen finden. Sie müssten es für mehrere Extreme testen. Sie brauchen auch irgendeine Form von Dämpfungsrückkopplung, ich schätze, Ihre erste Aufgabe wäre es, eine Antwort zu finden, die nicht oszilliert.

<Sie könnten die Reaktion beobachten, verschiedene Einstellungen für die Rückkopplungsverstärkung verwenden und die schnellste Reaktion ohne Überschwingen finden.> Dafür gibt es analytische Methoden.
Welche Methoden meinen Sie? Den Wurzelort einzeichnen?
@Liam zum Beispiel. dann das Bode-Diagramm oder Nyquist. Die Spitze des Überschwingens wird durch einige einfache Formeln angegeben: en.wikipedia.org/wiki/Step_response#Control_of_overshoot ecee.colorado.edu/~ecen2270/materials/TransResp2ndOrdSys.pdf [eq. auf Seite 8, leider überlappt mit dem Bild]
@Federico danke, das hat mir geholfen, mein Verständnis davon zu klären, was ich hier zu erreichen versuche.
Wie wähle ich eine geeignete Controller-Verstärkung für diesen Roll-Control-Autopiloten aus?
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