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1 篇 distributed-para...

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Roll maneuvering of flexible aircraft with distributed-parameter actuation via modal synthesis

Roll maneuvering of flexible aircraft with distributed-param...

引用

Smart Structures and Materials 1999 Conference

作者： Öz, H Khot, NS Ohio State Univ Columbus OH 43210 USA

ISBN: (纸本)0819431419

The focus is on obtaining and identifying optimal distributed-parameter-control equivalent actuation profiles for desired roll maneuvers by a modal synthesis approach. The solution for distributed-parameter-control of an aeroelastic system is developed by synthesis of modal-state-space controllers designed via the globally power optimal Independent Modal-Space control (IMSC) technique. The desired maneuver(set-point) control performance is achieved by a modal-performance-output synthesis (MPOS) approach. The MPOS approach requires that each independent modal controller be allocated a desired portion of the total desired output performance. In view of this, a modal performance-output allocation optimization problem is also defined, which minimizes a hybrid measure of control power and elastic strain energy of the structure during aeroelastic control. Insight to distributed-parameter-control equivalent actuation solutions are sought by considering the aeroservoelastic interactions among vehicle motion, aerodynamics, structural flexibility and control actuators from the perspective of work-energy, control power, and control loading requirements. The modal synthesis approach is illustrated fora Eight vehicle wing design to achieve a 90 deg/sec roll-rate in a Mach 2 flight condition at altitude (20000 ft) via distributed-parameter equivalent actuation. The preliminary results indicate that such a roll-rate maneuver can be accomplished via distributed-parameter actuation with feasible levels of control power, work-energy, and control loadings through eliciting favorable aeroservoelastic interactions.

关键词： aeroelasticity aeroservoelasticity IMSC modal control distributed-parameter-control control power wing shaping distributed-parameter actuation non-self-adjoint system control

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Aeroservoelastic design with distributed actuation for high performance aircraft

Aeroservoelastic design with distributed actuation for high ...

引用

SPIE Conference on Mathematics and control in Smart Structures

作者： Oz, H Ohio State Univ Columbus OH 43210 USA

ISBN: (纸本)0819427675

A new aeroelastic modal formulation in terms of real modal matrices and modal-state variables is introduced. Real biorthonormality relationships for aeroelastic modes are given with respect to structural matrices. The solution for distributed-parameter-control of an aeroelastic system is developed by modal synthesis from modal-state-space control inputs. in particular, the globally power optimal Independent Modal-Space control (IMSC) technique is used for maneuver (set-point) control of an aeroelastic system by a modal-performance-output synthesis approach. control power functionals for an aeroelastic system are defined for any actuation profile and control design. The known solution for the synthesized distributed-parameter closed-loop aeroelastic system is optimally approximated via a gain distribution error minimization technique integrating the transient and power performance characteristics of the system for implementation by distributed, spatially-discrete actuation profiles. For the same purpose, a Galerkin approximation is also given. The method is illustrated for a lifting surface simulating a wing to twist the win:: tip to a prescribed angle of attack by using different distributed actuation profiles. Various warped wing shapes can be affected by the approach by synthesizing through different selections of aeroelastic modes for control design resulting in different control power requirements.

关键词： aeroelasticity aeroservoelasticity IMSC modal control distributed-parameter-control control power optimal gain approximation wing shaping distributed actuation control non-self-adjoint system control

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