عنوان مقاله :
تشخيص خرابي بالك آيروديناميكي يك وسيله ي مافوق‌صوت براساس داده‌هاي واحد اندازه‌گيري اينرسي
عنوان به زبان ديگر :
AGILE FLIGHT VEHICLE FIN FAILURE TOLERANT CONTROL USING INERTIAL MEASUREMENT UNIT DATA
پديد آورندگان :
اشرفي فر، اصغر دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده مهندسي هوافضا , فتحي، محسن دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده مهندسي هوافضا
كليدواژه :
تشخيص خرابي بالك , فيلتر كالمن غيرخطي , وسيله‌ي مافوق صوت بالك كنترل , تخمين پارامتر , تخمين ضرايب آيروديناميكي
چكيده فارسي :
در اين مقاله، روشي براي تشخيص خرابي بالك‌هاي كنترل آيروديناميكي در يك رهگير مافوق صوت ارائه شده است. اين خرابي‌ها شامل سوختن، شكستن يا باز نشدن بالك‌هاي تاشو است. در اين روش از داده‌هاي سنسورهاي اينرسي و مدل غيرخطي وسيله استفاده مي‌شود تا خرابي بالك، قبل از شكست مأموريت، شناسايي شود. از بين رفتن بالك كنترلي سبب تغيير در ضرايب آيروديناميكي و بنابراين تغيير در مدل خواهد شد. بنابراين علاوه بر تغيير در سيگنال كنترلي، مدل سيستم نيز تغيير مي‌كند كه فرايند شناسايي خرابي را پيچيده‌تر خواهد كرد. براي غلبه بر اين مشكل، يك مدل آيروديناميكي معادل معرفي مي‌شود. سپس درصد صحت هر بالك توسط يك فيلتر غيرخطي در طول زمان تخمين زده مي‌شود. در بخش نتايج، سناريوهاي مختلفي شامل سوختن و شكستن بالك‌ها در زمان‌هاي مختلف، در حضور خطاهاي آيروديناميك و سنسورهاي اينرسي بررسي شده است. نتايج حاصله نشان‌گر آن است كه روش پيشنهادي خرابي بالك را
در زماني كوتاه و با دقت خوب تشخيص مي‌دهد.
چكيده لاتين :
In this paper, a new model-based fault detection method for an agile supersonic
flight vehicle is presented. A nonlinear model, controlled by a classical closed loop controller and proportional navigation guidance in interception scenario, describes the behavior of the vehicle. The proposed FDD method uses Inertial measurement unit (IMU) data and nonlinear dynamic model of the vehicle to inform fins damage to the controller before leading to an undesired performance or mission failure. Broken, burnt or not opening of control surfaces causes a drastic change in aerodynamic coefficients and thus dynamic model. Therefore, in addition to the changes in the control forces and moments, system dynamics will change too, leading to the failure detection process being encountered with difficulty. To this purpose, an equivalent aerodynamic model is proposed to represent the dynamics of the vehicle, and the health of each fin is monitored by the value of a parameter which is estimated using a nonlinear filter. To identify model changes after fin failure, the aerodynamics of body and control surfaces are modeled separately. A percentage of the fins which have the ability to generate aerodynamic force is modeled by a parameter and these parameters are estimated over time, using a nonlinear estimator. Parameters estimation through the filtering approach is an indirect procedure, consisting of transforming the problem into a state estimation problem. The value of these parameters will be between 0 and 1. Where value 1 corresponds to the health of the fin and value denotes whether the fin has not opened or has been destroyed completely. The proposed method detects and isolates fins damage in a few seconds with good accuracy. Simulation results show that the new failure diagnosis algorithm estimated fins health percentage with good accuracy. After estimating the parameters, they can be sent to the controller and the controller has changed control signal.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك شريف
