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Design and Evaluation of Fault-Tolerant Electro-Mechanical Actuators for Flight Controls of Unmanned Aerial Vehicles

Ismail, Mohamed AA und Wiedemann, Simon und Bosch, Colin und Stuckmann, Christoph (2021) Design and Evaluation of Fault-Tolerant Electro-Mechanical Actuators for Flight Controls of Unmanned Aerial Vehicles. Actuators, 10 (8), Seiten 1-29. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/act10080175. ISSN 2076-0825.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
12MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2076-0825/10/8/175/htm

Kurzfassung

Electro-mechanical actuators (EMAs) are a primary actuation technology for unmannedaerial vehicles (UAVs). Intensive research has been conducted for designing and evaluating fault-tolerant EMAs for flight controls of UAVs to ensure their compliance with new airworthinessrequirements for safe operation over civilian zones. The state-of-the-art research involves severalfault-tolerant architectures for EMAs based on parallel electric motors or a single motor with internalfault-tolerant features. In this study, a fault-tolerant architecture is introduced, comprised of two serialelectric motors driven by two isolated controllers and a health monitoring system. The proceduresof developing various fault-tolerant features are discussed with a deep focus on designing healthmonitoring functions and evaluating their influence on the overall actuator stability and availability.This work has been conducted and evaluated based on operational data for ALAADy: a heavygyrocopter-type UAV at DLR (German Aerospace Center).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/144091/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Design and Evaluation of Fault-Tolerant Electro-Mechanical Actuators for Flight Controls of Unmanned Aerial Vehicles
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ismail, Mohamed AAMohamed.Ismail (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2077-0681NICHT SPEZIFIZIERT
Wiedemann, SimonS.wiedemann (at) maccon.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bosch, ColinColin.Bosch (at) tum.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stuckmann, Christophc.Stuckmann (at) maccon.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 Juli 2021
Erschienen in:Actuators
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:10
DOI:10.3390/act10080175
Seitenbereich:Seiten 1-29
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2076-0825
Status:veröffentlicht
Stichwörter:fault-tolerant electro-mechanical actuator; certified UAVs; model-based fault detection;sensorless load monitoring
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Flugzeugsysteme
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Flugsystemtechnik
Institut für Flugsystemtechnik > Sichere Systeme und System Engineering
Hinterlegt von: Ismail, Dr. Mohamed AA
Hinterlegt am:07 Dez 2021 16:07
Letzte Änderung:07 Dez 2021 16:07

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