Echtzeit-Simulation zeitvarianter Systeme mit MATLAB-Simulink und dem Echtzeit-Regelsystem ADwin-Pro I

Abstract

Es wurden mehrere Wege ermittelt, wie parametervariante Systeme in MATLAB-Simulink und in Echtzeit simuliert werden können. Dazu wurden aeroelastische Systeme unterschiedlicher Komplexität verwendet. Das verwendete Drei-Freiheitsgrad-System konnte für ein zweidimensionales Flügelsegment zur vollsten Zufriedenheit simuliert werden. Dieses System ist als analytisches System handhabbar und kann vollständig und hinreichend genau auf dem Echtzeit-Regelsystem simuliert werden.

Als relevanten Anregungsfall wurde die Echtzeit-Simulation eines freifliegenden Segelflugzeugs betrachtet. Aufgrund von Performance-Schwierigkeiten des Echtzeit-Regelsystems ist das komplexere Modell des Segelfliegers stark reduziert worden. In der Simulation wurden nur die vier am unteren Flatterpunkt beteiligten Moden im modalen Modell berücksichtigt. Für diese Einschränkung konnte auch das Segelflugzeug simuliert werden. Das entwickelte Verfahren zur Echtzeit-Simulation eines linearen, zeitvarianten Systems schafft die Grundlage für die Weiterentwicklung einer DLR-eigenen Datenüberwachungssoftware. Durch die sich ständig verändernden Werte für Fluggeschwindigkeit und Luftdichte während des simulierten Fluges müssen in jedem Zeitschritt neue Werte für Eigenfrequenz und Dämpfungsmaße berechnet werden. Mit Hilfe dieser Simulationsumgebung kann die exakte Berechnung von Eigenfrequenzen und Dämpfungsmaßen durch die Datenüberwachungssoftware überprüft und gegebenenfalls verbessert werden.