Εκτίμηση Δυναμικού Μοντέλου Μικρού Μη Επανδρωμένου Αεροσκάφους Με Περιορισμένο Αισθητηριακό Σύστημα

Abstract

Καθώς οι απαιτήσεις των αυτόνομων εναέριων συστημάτων αυξάνονται, η ανάγκη για μοντελοποίηση των ασκούμενων αεροδυναμικών τάσεων και ροπών εν πτήσει προβάλλει ολοένα και πιο επιτακτική. Η δημιουργία προσομοιωτών υψηλής ακρίβειας, η ανάπτυξη ελεγκτών υψηλών προδιαγραφών όπως και η πρόβλεψη/χαρακτηρισμός σφαλμάτων κατα την διάρκεια της πτήσης, εξαρτώνται άμεσα από την ακρίβεια και την προβλεψιμότητα των εκτιμώμενων μοντέλων της δυναμικής συμπεριφοράς της σχετικής πλατφόρμας. Παράλληλα, οι περιορισμοί κόστους και πόρων καθιστούν την χρήση Αεροσήραγγας και εξειδικευμένου εργαστηριακού εξοπλισμού απαγορευτική για πολλές ερευνητικές ομάδες.Bασικός στόχος της συγκεκριμένης μελέτης είναι ο υπολογισμός των παραμέτρων (Parameter Identification) του Δυναμικού Μοντέλου μή επανδρωμένου αεροσκάφους μικρής ή μεσαίας κλίμακας με την βοήθεια περιορισμένου αισθητηριακού συστήματος χαμηλού κόστους χρησιμοποιώντας δεδομένα αποκλειστικά απο δοκιμαστικές πτήσεις. Η ανάπτυξη αλγορίθμων σχετικών με το Parameter Identification απαιτεί τον παράλληλο σχεδιασμό τεχνικών εκτίμησης της κατάστασης του αεροσκάφους συνδυάζοντας πληροφορία απο την φυσική ανάλυση και το αισθητηριακό σύστημα (State Estimation/ Sensor Fusion). Επιπλέον, μέρος της εργασίας αφιερώθηκε στον σχεδιασμό και την εκτέλεση πειραμάτων για την βαθμονόμηση αισθητήρων Sensor Calibration) με την βοήθεια Αεροδυναμικής Σήραγγας (Wind Tunnel Tests). Όλη η παραπάνω τεχνογνωσία επιβεβαιώθηκε πειραματικά και θα ενσωματωθεί στο πειραματικό αεροσκάφος του Control Systems Lab της Σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών του ΕΜΠ.