تعویق فلاتر جسم آزاد در هواپیمای انعطاف‌پذیر با استفاده از کنترل‌کننده مربعی خطی

پدیده فلاتر جسم آزاد[i] یکی از انواع ناپایداری‌های آیروالاستیک[ii] است که در اثر جفت شدن مود خمش آیروالاستیک بال با مود تناوب کوتاه در دینامیک پرواز هواپیما رخ می دهد. با استفاده از مدل آیروسروالاستیک[iii] و به کارگیری کنترل حلقه بسته می توان از وقوع این پدیده در شرایط کاری هواپیما جلوگیری کرد و سرعت این رخداد را افزایش داد. ساده‌ترین مدل هواپیمایی که قادر به نمایش ویژ گی های ناپایداری فلاتر جسم آزاد باشد شامل بال انعطاف پذیر و مدل دینامیک پرواز صفحه ای است. در این راستا سازه بال با استفاده از مدل تیر اویلر- برنولی شبیه سازی شده است. در بخش آیرودینامیک روی بال از تئوری حداقل متغیر حالت برای مدل سازی آیرودینامیک ناپایا استفاده شده است تا شرایط برای مدل سازی سیستم در فضای حالت مناسب شود. در بخش کنترل، سطح کنترلی مورد استفاده الویتور[iv] می باشد و از تئوری کنترل کننده مربعی خطی[v]  با فیلتر کالمن[vi] برای تعویق فلاتر استفاده شده و اثر اضافه کردن کنترل حلقه بسته به سیستم در افزایش سرعت فلاتر جسم آزاد و محدودیت های این کار مورد مطالعه قرار گرفته است.

body freedom flutter suppression using lqr controller

the body freedom flutter phenomenon is one of the aeroelastic instabilities that occurs due to the coupling of the aeroelastic bending mode of the wing with the short-period mode in the flight dynamics of the aircraft. by using the aeroservoelastic model and applying closed loop control, this phenomenon can be suppressed in the operating conditions of the aircraft and the velocity of this event can be increased. the simplest model aircraft capable of displaying this instability includes the flexible wing and the planar flight dynamics model. for this purpose, the wing structure is modeled using the euler-bernoulli beam and, the theory of minimum variable state is used to model unstable aerodynamics to make the conditions suitable for modeling the system in state space. in the control section, the elevator is used as the control surface and lqr theory with kalman filter is used to body freedom flutter suppression. finally, the effect of adding a closed loop control to increase the body freedom flutter velocity and the limitations of this work are studied.