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Die Arbeit ist im Rahmen des Forschungsprojektes „FLEXOP“ entstanden, welches das Ziel hat, die Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit von Flugzeugen zu verbessern. Das entwickelte Flugregelungssystem umfasst einen voll-autonomen Basisregler und einen Regler zur Flatterunterdrückung, um instabile Kopplungen von Strukturdynamik und Aerodynamik entgegenzuwirken und damit den Flugbereich des Flugzeugs zu erweitern. Der parametervariante Basisregler verfügt über eine klassische kaskadierte Flugregelungsstruktur zur Augmentierung der Quer- und Längsachse des Flugzeugs. Der Regler zur Flatterunterdrückung basiert auf einer neuartigen Blendetechnik um die flatterrelevanten Sensor- und Aktuatorsignale zu verschalten. Die entwickelten „Blendings“ entkoppeln die instabilen Moden und erlauben somit einen separaten Reglerentwurf für jede instabile Mode. Für die Bestimmung der freien Parameter in den definierten Reglerstrukturen wird eine nichtlineare Optimierung unter Verwendung eines Simulationsmodells angewendet. Das entwickelte Regelsystem, einschließlich der Basis- und Flatterregelalgorithmen, wird in einer umfangreichen Simulationskampagne mit einem High-Fidelity-Simulator verifiziert. Der Simulator verfügt über ein nichtlineares Modell der Flugzeugdynamik selbst und detaillierte Sensor- und Aktuatorbeschreibungen.

 

Image: Daniel Vogel / TUM