System Identification of Flexible Aircraft in Time Domain

Abstract

Diese Arbeit setzt sich mit der Problematik auseinander, mit Zeitbereichsmethoden der Systemidentifizierung ein Simulationsmodell für ein flexibles Flugzeug zu ermitteln, wobei die Starrkörper- und Strukturbewegungen als gekoppeltes System behandelt werden. Ausgehend von einem traditionellen Starrkörpermodell wird die Kopplung zwischen Starrkörper und Strukturmodellen mit Hilfe von generalisierten Stabilitäts- und Steuerderivativen hergestellt. Flugversuchsprogramm, Instrumentierung und Manöver waren so ausgelegt worden, dass die Daten alle notwendigen Informationen für die Identifizierung und Validierung des gekoppelten Modells und seiner Parameter enthalten. Bei der Identifizierung wurde ein Ausgangs-fehlerverfahren im Zeitbereich eingesetzt, um das integrierte Modell mit drei symmetrischen und zwei antimetrischen Struktureigenformen zu ermitteln. Die Analyse und Validierung zeigen die Verbesserung, die durch das integrierte Modell gegenüber dem traditionellen Starrkörperansatz erzielt wurde. Der Ansatz stellt damit eine erweiterte Nutzung der Zeitbereichsmethode der Systemidentifizierung dar. Er ermöglicht die Entwicklung von Simulationsmodellen, die über einen größeren Frequenzbereich gültig sind als bisher. Dieses kann besonders bei der Entwicklung von Flugreglern für aktuelle und zukünftige flexible Flugzeuge eine wesentliche Verbesserung bringen. Die Methode kann außerdem als Ausgangsbasis für die Integration von speziellen Lastmodellen in das flugmechanische Modell eines flexiblen Flugzeugs genutzt werden.