|
|
Persoonlijk luchtvervoer op basis van kleine vliegtuigen is een markt waarvan een aanzienlijke groei wordt verwacht in de nabije toekomst. Er gebeuren in dit segment echter zeventig keer meer ongelukken dan in de commerciële luchtvaart. De meerderheid van deze ongelukken zijn gerelateerd aan fouten in de besturing van het vliegtuig. In de commerciële luchtvaart wordt Fly-By-Wire (FBW) technologie gebruikt om dit soort ongelukken te voorkomen. In plaats van het schalen van geavanceerde en dure FBW platformen, moet voor de algemene luchtvaart een goedkopere oplossing worden gezocht. In het Europese project “Small Aircraft Future Avionics Architecture” wordt een FBW platform ontworpen, speciaal voor kleine vliegtuigen. Voor dit platform zijn besturingssysteem (FCL) ontwerpen nodig die robuust zijn tegen model onzekerheden, sensor afwijkingen, sensor ruis en tijdvertraging, terwijl ze snel en nauwkeurig genoeg zijn om de relatief wendbare dynamische eigenschappen van een klein vliegtuig te kunnen accommoderen. FCL ontwerpen welke aan deze eisen voldoen worden praktische FCL ontwerpen genoemd in dit proefschrift. Op basis van een dynamisch model van een Diamond DA 42 en met een beschrijving van de dynamische eigenschappen van het FBW platform, zijn twee verschillende FCL ontwerpen gesynthetiseerd en geanalyseerd in dit proefschrift. Het eerste ontwerp maakt gebruik van klassieke regeltheorie en het tweede ontwerp gebruikt een nieuw ontwikkelde niet-lineaire methode, gebaseerd op backstepping, singuliere verstoringstheorie en geschatte omkering van de dynamica. Deze methode, genaamd Sensor-Based Backstepping (SBB), maakt geen gebruik van informatie van het dynamische model, maar baseert zich uitsluitend op metingen. Beide FCL ontwerpen zijn vergeleken op gevoeligheid voor parametrische onzekerheid, sensor ruis, verstoringen, vertragingen, vliegeigenschappen, de ontwerp inspanning, certificeerbaarheid en de mogelijkheid tot het toevoegen van een vluchtregime-beschermingssysteem. In het kader van dit proefschrift, is SBB gekozen als gewenste FCL ontwerp. Deze methode levert goede prestaties, zonder de exacte dynamica van het vliegtuig te weten tijdens de FCL synthese, zolang het systeem minimale fase heeft, bestuurbaar is en over voldoende tijdsschaalseparatie beschikt.
|
