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2020 | Book

Einleitung und Übersicht Read chapter Read first chapter

Flugregelung

Theoretische Grundlagen für die Lenkung und Regelung von Flächenflugzeugen

Authors: Prof. Dr. Walter Fichter, Johannes Stephan

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

Dieses Buch beschreibt alle notwendigen Algorithmen, die die Lenkung und Regelung von Flächenflugzeugen bis hin zum vollautomatischen Flug ermöglichen. Für jede funktionale Komponente wird eine moderne und praktikable Herangehensweise vorgestellt. Als Voraussetzung benötigt der Leser lediglich wenige Vorkenntnisse, die sich vorwiegend auf lineare Systembeschreibungen im Zustandsraum beschränken. Dadurch ist der mathematische Zugang einfach möglich. Ein praxisnahes Beispiel zeigt die praktische Verwertbarkeit der dargestellten Verfahren.

Table of Contents

Frontmatter
Kapitel 1. Einleitung und Übersicht
Zusammenfassung
Algorithmen zur Regelung und Lenkung von Flugzeugen müssen immer in einem systemtechnischen Zusammenhang betrachtet werden. Hierzu dient dieses erste Kapitel.
Walter Fichter, Johannes Stephan
Kapitel 2. Flugmechanische Modellbeschreibung
Zusammenfassung
Zum Entwurf von Flugreglern benötigen wir geeignete flugmechanische Entwurfsmodelle. Hiermit lassen sich effiziente Vorgehensweisen zum Reglerentwurf hinsichtlich Regelkreisstruktur, Regler und dessen Parametrisierung festlegen. Entwurfsmodelle fließen bei modellgestützten Entwurfsmethoden oft auch direkt mit ein, beispielsweise bei Verfahren der Eigenwertvorgabe, bei der optimalen Regelung, bei \(H_{\infty }\)-Verfahren oder auch bei nichtlinearen Regelungsverfahren.
Walter Fichter, Johannes Stephan
Kapitel 3. Sensoren und Flugzustandsbestimmung
Zusammenfassung
Zur Flugregelung sind eine Reihe von Sensoren verbaut, mit denen üblicherweise der komplette Flugzustand erfasst werden kann. In den folgenden Abschnitten behandeln wir die grundlegenden Funktionsweisen dieser Sensoren und lernen somit, welche Zustände jeweils erfasst werden können. Die gängigen Sensoren können wir einteilen in Inertialsensoren, Magnetfeldsensor, strömungstechnische Sensoren sowie Funkempfänger (Radiofrequenz-Sensoren).
Walter Fichter, Johannes Stephan
Kapitel 4. Basisregelung
Zusammenfassung
Die primäre Aufgabe von Stabilisierungsreglern ist die systematische Modifikation von Frequenzen und Dämpfungen. Ein weiteres Ziel ist die Anpassung der stationären Verstärkung zwischen dem Pilotenkommando und einer gewünschten Ausgangsgröße, beispielsweise einer Drehgeschwindigkeit.
Walter Fichter, Johannes Stephan
Kapitel 5. Einfache Autopiloten
Zusammenfassung
Autopiloten sind Regler, die langsame Flugbewegungen beeinflussen und die damit verknüpften Flugzustände auf konstante Sollwerte regeln, ähnlich wie dies ein menschlicher Pilot auch tut. In der einfachsten Form ist dies bei der Längsbewegung üblicherweise die Fluggeschwindigkeit und der Bahnneigungswinkel beziehungsweise die Vertikalgeschwindigkeit oder die Höhe. Bei der Seitenbewegung wird der Rollwinkel oder der Kurs eingestellt.
Walter Fichter, Johannes Stephan
Kapitel 6. Lenkung und Bahnplanung
Zusammenfassung
Einfache Autopiloten, wie sie im vorherigen Abschnitt beschrieben werden, sind zwar für viele Zwecke praktikabel, sie haben jedoch zwei wesentliche Beschränkungen. Einfache Autopiloten, wie sie im vorherigen Abschnitt beschrieben werden, sind zwar für viele Zwecke praktikabel, sie haben jedoch zwei wesentliche Beschränkungen. Erstens wird eine Bahn lediglich durch eine Folge von Geradenstücken beschrieben, selbst elementare Prozeduren oder Flugmanöver wie beispielsweise Kreise mit vorgegebener Vertikalgeschwindigkeit oder Warteschleifen (engl. Holdings) können damit nicht realisiert werden. Zweitens ist das Bewegungsverhalten bei Umschaltungen zwischen Sollgeraden nicht präzise definiert, sondern entspricht einem Übergangsvorgang bei der Regelung auf einen neuen Sollwert.
Walter Fichter, Johannes Stephan
Kapitel 7. Anwendungsbeispiel
Zusammenfassung
Als Anwendungsbeispiel für die Algorithmen der vorherigen Kapitel wird ein unbemanntes Flächenflugzeug verwendet, das in Abb. 7.1 dargestellt ist.
Walter Fichter, Johannes Stephan
Backmatter
Metadata
Title
Flugregelung
Authors
Prof. Dr. Walter Fichter
Johannes Stephan
Copyright Year
2020
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-60907-1
Print ISBN
978-3-662-60906-4
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-60907-1

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