Flugregelung: theoretische Grundlagen für die Lenkung und Regelung von Flächenflugzeugen
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| Language: | German |
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Berlin
Springer Vieweg
[2020]
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|
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|---|---|
| adam_text |
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
UND
UEBERSICHT
.
1
1.1
AUFGABEN
DER
FLUGREGELUNG
.
1
1.2
ARCHITEKTUR
EINES
FLUGREGELUNGSSYSTEMS
.
3
1.3
ALGORITHMEN
IM
BORDRECHNER
.
4
1.4
DIGITALER
FLUGREGLER
.
5
LITERATUR
.
11
2
FLUGMECHANISCHE
MODELLBESCHREIBUNG
.
13
2.1
LINEARE
MODELLE
.
13
2.1.1
LAENGS-
UND
SEITENBEWEGUNG
.
13
2.1.2
DYNAMIK
VON
SENSOREN
UND
AKTUATOREN
.
19
2.1.3
WINDSTOERUNGEN
.
22
2.1.4
FLUGBEREICHSGRENZEN
.
25
2.2
TRANSFORMATIONEN
FUER
DEN
FLUGZUSTAND
.
28
2.2.1
ZUSTANDSTRANSFORMATION
UND
PRAKTISCHE
ANWENDUNG
.
28
2.2.2
DIAGONAL-
UND
BLOCKDIAGONALFORM
.
31
2.3
ANALYSE
DER
FLUGEIGENSCHAFTEN
.
34
2.3.1
EIGENVERHALTEN
UND
SCHWINGUNGSFORMEN
.
34
2.3.2
STEUERBARKEIT
UND
BEOBACHTBARKEIT
.
37
LITERATUR
.
40
3
SENSOREN
UND
FLUGZUSTANDSBESTIMMUNG
.
41
3.1
INERTIALSENSOREN
UND
MAGNETOMETER
.
41
3.1.1
KREISELINSTRUMENTE
UND
DREHRATENSENSOREN
.
41
3.1.2
BESCHLEUNIGUNGSMESSER
.
44
3.1.3
MAGNETFELDMESSUNG
.
49
3.2
STROEMUNGSTECHNISCHE
SENSOREN
.
51
3.2.1
FLUGGESCHWINDIGKEIT
UND
ANSTROEMUNG
.
51
3.2.2 HOEHE
UND
VERTIKALGESCHWINDIGKEIT
.
52
X
INHALTSVERZEICHNIS
3.3
FUNKNAVIGATION
.
54
3.3.1
POSITIONSBESTIMMUNG
IN
DER
HORIZONTALEBENE
.
54
3.3.2
POSITIONSBESTIMMUNG
IN
DREI
DIMENSIONEN
.
55
3.4
INERTIALNAVIGATION
.
59
3.4.1
FUNKTIONSPRINZIP
.
59
3.4.2
VORAUSSETZUNGEN
UND
BESCHRAENKUNGEN
.
60
3.4.3
NAVIGATIONSFILTER
.
62
LITERATUR
.
67
4
BASISREGELUNG
.
69
4.1
STABILISIERUNGSREGLER
DER
LAENGSBEWEGUNG
.
70
4.1.1
ENTWURFSMODELL
UND
REGLER
.
70
4.1.2
STABILISIERUNGSREGLER
UND
TRIMMUNG
.
73
4.1.3
VERIFIKATION
MIT
DER
VOLLSTAENDIGEN
LINEAREN
LAENGSBEWEGUNG
.
74
4.1.4
KURVENKOMPENSATION
.
76
4.1.5
STABILISIERUNGSREGLER
OHNE
ANSTELLWINKELMESSUNG
.
78
4.2
STABILISIERUNGSREGLER
DER
SEITENBEWEGUNG
.
82
4.2.1
ENTWURFSMODELLE
UND
REGLERSTRUKTUR
.
82
4.2.2
VERIFIKATION
MIT
LINEAREM
MODELL
DER
SEITENBEWEGUNG
.
85
4.2.3
RUECKFUEHRUNG
DER
QUERBESCHLEUNIGUNG
.
86
4.2.4
INTEGRIERTER
REGLERENTWURF
.
87
4.3
VORGABEREGLER
.
89
4.3.1
LAENGSBEWEGUNG
MIT
I-ANTEIL
.
90
4.3.2
SEITENBEWEGUNG
MIT
ENTKOPPLUNG
.
96
4.3.3
SEITENBEWEGUNG
MIT
VORFAKTOR
.
100
4.3.4
VORGABEREGLER
MIT
LAGELIMITIERUNGEN
.
101
4.4
SPEZIFIKATIONEN
UND
REGLERENTWURF
.
101
4.4.1
EIGEN
WERT
VORGABE
.
101
4.4.2
ENTWURFSKOMPROMISS
.
102
4.4.3
CONTROL
ANTICIPATION
PARAMETER
.
102
4.4.4
REGLEREINSTELLUNG
IM
ERPROBUNGSFLUG
.
104
LITERATUR
.
104
5
EINFACHE
AUTOPILOTEN
.
105
5.1
REGELUNG
FUER
GESCHWINDIGKEIT
UND
ROLLWINKEL
.
105
5.1.1
GESCHWINDIGKEITSREGELUNG
.
106
5.1.2
REGELUNG
DES
ROLLWINKELS
.
109
5.2
AUTOPILOT
ZUR
HOEHEN-
UND
KURSHALTUNG
.
111
5.2.1
HOEHENREGELUNG
.
112
5.2.2
KURSREGELUNG
.
115
5.3
EINFACHE
BAHNFOLGE
.
117
5.3.1
BESCHREIBUNG
DER
SOLLBAHN
.
118
5.3.2
ENTWURFSMODELL
FUER
DIE
BAHNABLAGE
.
119
INHALTSVERZEICHNIS
XI
5.3.3
REGLERSTRUKTUR
UND
REGLERENTWURF
.
120
5.3.4
UMSCHALTUNG
ZWISCHEN
GERADENSTUECKEN
.
122
LITERATUR
.
124
6
LENKUNG
UND
BAHNPLANUNG
.
125
6.1
BAHNBESCHREIBUNG
.
126
6.1.1
DUBINS
PROBLEM
.
126
6.1.2
SPLINES
.
128
6.2
SOLLWERTBERECHNUNG
.
130
6.2.1
FLACHHEIT
.
130
6.2.2
POSITION
ALS
FLACHER
AUSGANG
.
130
6.3
LENKUNG
UND
REGELUNG
.
134
6.3.1
BESTIMMUNG
DER
REFERENZPOSITION
.
135
6.3.2
NICHTLINEARE
ENTKOPPLUNG
.
136
6.3.3
GESAMTSYSTEM
.
138
6.4
KONSTRUKTION
VON
TRAJEKTORIEN
.
140
6.4.1
WEGPUNKTTYPEN
UND
DUBINS
BAHN
.
140
6.4.2
HOEHEN-
UND
GESCHWINDIGKEITPROFIL
.
142
6.4.3
ERWEITERUNGEN
.
146
LITERATUR
.
149
7
ANWENDUNGSBEISPIEL
.
151
7.1
LINEARE
MODELLIERUNG
.
152
7.2
REGLERAUSLEGUNG
.
153
7.3
FLUGERGEBNISSE
.
156
LITERATUR
.
156
ANHANG
A
.
157
STICHWORTVERZEICHNIS
181 |
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
UND
UEBERSICHT
.
1
1.1
AUFGABEN
DER
FLUGREGELUNG
.
1
1.2
ARCHITEKTUR
EINES
FLUGREGELUNGSSYSTEMS
.
3
1.3
ALGORITHMEN
IM
BORDRECHNER
.
4
1.4
DIGITALER
FLUGREGLER
.
5
LITERATUR
.
11
2
FLUGMECHANISCHE
MODELLBESCHREIBUNG
.
13
2.1
LINEARE
MODELLE
.
13
2.1.1
LAENGS-
UND
SEITENBEWEGUNG
.
13
2.1.2
DYNAMIK
VON
SENSOREN
UND
AKTUATOREN
.
19
2.1.3
WINDSTOERUNGEN
.
22
2.1.4
FLUGBEREICHSGRENZEN
.
25
2.2
TRANSFORMATIONEN
FUER
DEN
FLUGZUSTAND
.
28
2.2.1
ZUSTANDSTRANSFORMATION
UND
PRAKTISCHE
ANWENDUNG
.
28
2.2.2
DIAGONAL-
UND
BLOCKDIAGONALFORM
.
31
2.3
ANALYSE
DER
FLUGEIGENSCHAFTEN
.
34
2.3.1
EIGENVERHALTEN
UND
SCHWINGUNGSFORMEN
.
34
2.3.2
STEUERBARKEIT
UND
BEOBACHTBARKEIT
.
37
LITERATUR
.
40
3
SENSOREN
UND
FLUGZUSTANDSBESTIMMUNG
.
41
3.1
INERTIALSENSOREN
UND
MAGNETOMETER
.
41
3.1.1
KREISELINSTRUMENTE
UND
DREHRATENSENSOREN
.
41
3.1.2
BESCHLEUNIGUNGSMESSER
.
44
3.1.3
MAGNETFELDMESSUNG
.
49
3.2
STROEMUNGSTECHNISCHE
SENSOREN
.
51
3.2.1
FLUGGESCHWINDIGKEIT
UND
ANSTROEMUNG
.
51
3.2.2 HOEHE
UND
VERTIKALGESCHWINDIGKEIT
.
52
X
INHALTSVERZEICHNIS
3.3
FUNKNAVIGATION
.
54
3.3.1
POSITIONSBESTIMMUNG
IN
DER
HORIZONTALEBENE
.
54
3.3.2
POSITIONSBESTIMMUNG
IN
DREI
DIMENSIONEN
.
55
3.4
INERTIALNAVIGATION
.
59
3.4.1
FUNKTIONSPRINZIP
.
59
3.4.2
VORAUSSETZUNGEN
UND
BESCHRAENKUNGEN
.
60
3.4.3
NAVIGATIONSFILTER
.
62
LITERATUR
.
67
4
BASISREGELUNG
.
69
4.1
STABILISIERUNGSREGLER
DER
LAENGSBEWEGUNG
.
70
4.1.1
ENTWURFSMODELL
UND
REGLER
.
70
4.1.2
STABILISIERUNGSREGLER
UND
TRIMMUNG
.
73
4.1.3
VERIFIKATION
MIT
DER
VOLLSTAENDIGEN
LINEAREN
LAENGSBEWEGUNG
.
74
4.1.4
KURVENKOMPENSATION
.
76
4.1.5
STABILISIERUNGSREGLER
OHNE
ANSTELLWINKELMESSUNG
.
78
4.2
STABILISIERUNGSREGLER
DER
SEITENBEWEGUNG
.
82
4.2.1
ENTWURFSMODELLE
UND
REGLERSTRUKTUR
.
82
4.2.2
VERIFIKATION
MIT
LINEAREM
MODELL
DER
SEITENBEWEGUNG
.
85
4.2.3
RUECKFUEHRUNG
DER
QUERBESCHLEUNIGUNG
.
86
4.2.4
INTEGRIERTER
REGLERENTWURF
.
87
4.3
VORGABEREGLER
.
89
4.3.1
LAENGSBEWEGUNG
MIT
I-ANTEIL
.
90
4.3.2
SEITENBEWEGUNG
MIT
ENTKOPPLUNG
.
96
4.3.3
SEITENBEWEGUNG
MIT
VORFAKTOR
.
100
4.3.4
VORGABEREGLER
MIT
LAGELIMITIERUNGEN
.
101
4.4
SPEZIFIKATIONEN
UND
REGLERENTWURF
.
101
4.4.1
EIGEN
WERT
VORGABE
.
101
4.4.2
ENTWURFSKOMPROMISS
.
102
4.4.3
CONTROL
ANTICIPATION
PARAMETER
.
102
4.4.4
REGLEREINSTELLUNG
IM
ERPROBUNGSFLUG
.
104
LITERATUR
.
104
5
EINFACHE
AUTOPILOTEN
.
105
5.1
REGELUNG
FUER
GESCHWINDIGKEIT
UND
ROLLWINKEL
.
105
5.1.1
GESCHWINDIGKEITSREGELUNG
.
106
5.1.2
REGELUNG
DES
ROLLWINKELS
.
109
5.2
AUTOPILOT
ZUR
HOEHEN-
UND
KURSHALTUNG
.
111
5.2.1
HOEHENREGELUNG
.
112
5.2.2
KURSREGELUNG
.
115
5.3
EINFACHE
BAHNFOLGE
.
117
5.3.1
BESCHREIBUNG
DER
SOLLBAHN
.
118
5.3.2
ENTWURFSMODELL
FUER
DIE
BAHNABLAGE
.
119
INHALTSVERZEICHNIS
XI
5.3.3
REGLERSTRUKTUR
UND
REGLERENTWURF
.
120
5.3.4
UMSCHALTUNG
ZWISCHEN
GERADENSTUECKEN
.
122
LITERATUR
.
124
6
LENKUNG
UND
BAHNPLANUNG
.
125
6.1
BAHNBESCHREIBUNG
.
126
6.1.1
DUBINS
PROBLEM
.
126
6.1.2
SPLINES
.
128
6.2
SOLLWERTBERECHNUNG
.
130
6.2.1
FLACHHEIT
.
130
6.2.2
POSITION
ALS
FLACHER
AUSGANG
.
130
6.3
LENKUNG
UND
REGELUNG
.
134
6.3.1
BESTIMMUNG
DER
REFERENZPOSITION
.
135
6.3.2
NICHTLINEARE
ENTKOPPLUNG
.
136
6.3.3
GESAMTSYSTEM
.
138
6.4
KONSTRUKTION
VON
TRAJEKTORIEN
.
140
6.4.1
WEGPUNKTTYPEN
UND
DUBINS
BAHN
.
140
6.4.2
HOEHEN-
UND
GESCHWINDIGKEITPROFIL
.
142
6.4.3
ERWEITERUNGEN
.
146
LITERATUR
.
149
7
ANWENDUNGSBEISPIEL
.
151
7.1
LINEARE
MODELLIERUNG
.
152
7.2
REGLERAUSLEGUNG
.
153
7.3
FLUGERGEBNISSE
.
156
LITERATUR
.
156
ANHANG
A
.
157
STICHWORTVERZEICHNIS
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