Przemysław Bibik

Sterowanie śmigłowca w locie z małymi prędkościami

Streszczenie:

Celem badań przedstawionych w rozprawie było opracowanie metody sterowania śmigłowca w lotach z małymi prędkościami, w szczególności w sytuacjach awaryjnych wynikających z ograniczenia mocy zespołu napędowego.  Na wstępie pracy dokonano przeglądu literatury dotyczącej modelowania i sterowania śmigłowców w lotach z małymi prędkościami. Przegląd ten był podstawą decyzji dotyczących budowy modelu śmigłowca i metody sterowania opracowanych w rozprawie.  W badaniach wykorzystano dwa modele symulacyjne lotu śmigłowca. Oba modele są bogatsze od modeli stosowanych dotychczas w zagadnieniach sterowania śmigłowców. W ramach badań prowadzonych w rozprawie opracowano model fizyczny, matematyczny i symulacyjny śmigłowca jednowirnikowego ze śmigłem ogonowym, działający w środowisku MATLAB. Uwzględniono wpływ ziemi oraz wpływ na wahania wirnika nośnego wszystkich składowych prędkości postępowych i kątowych lotu śmigłowca. Drugi model śmigłowca, opracowany w środowisku FLIGHTLAB, wykorzystywany był jako model porównawczy do weryfikacji modelu autorskiego. Oba modele symulacyjne zostały zweryfikowane na podstawie wyników badań śmigłowca w locie.  W rozprawie opracowano metodę i algorytm sterowania śmigłowca, oparte na metodzie sterowania optymalnego z kwadratową funkcją celu, z ograniczeniami równościowymi i nierównościowymi. Nowymi elementami opracowanej metody sterowania, różniącymi ją od metod stosowanych dotychczas, jest możliwość zmiany zarówno funkcji celu, jak też ograniczeń w czasie symulacji lotu. Algorytm sterowania włączono do opracowanego w rozprawie modelu śmigłowca.  Wyniki przeprowadzonych obliczeń potwierdziły poprawność działania metody sterowania dla zweryfikowanego z badaniami w locie modelu śmigłowca.  Uzyskane w pracy wyniki, a więc zweryfikowane modele śmigłowca, metoda sterowania i oprogramowanie stanowią narzędzia, które mogą być wykorzystane do formułowania zaleceń dotyczących sterowania śmigłowców w lotach z małymi prędkościami oraz postępowania w sytuacjach awarii napędu. Model i metoda sterowania mogą w przyszłości być wykorzystane w układach automatycznego sterowania śmigłowców oraz w symulatorach lotu.