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Tandem Tilt-Wing Control Design Based on Sensory Nonlinear Dynamic Inversion

Milz, Daniel und May, Marc Simon und Looye, Gertjan (2024) Tandem Tilt-Wing Control Design Based on Sensory Nonlinear Dynamic Inversion. In: AIAA Aviation2024 Forum. AIAA AVIATION FORUM AND ASCEND 2024, 2024-07-29 - 2024-08-02, Las Vegas, NV. doi: 10.2514/6.2024-4418.

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Offizielle URL: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/6.2024-4418

Kurzfassung

Tandem tilt-wing eVTOL aircraft have become increasingly popular in the last decade due to their advantages of efficient wing-borne cruise flight and reduced reliance on ground- based infrastructure. However, this comes at the cost of a complex flight control task, which entails the handling of the different flight regimes and the transition between them. Dynamic inversion-based control methods, especially sensory nonlinear dynamic inversion (sensory NDI), have shown promise in addressing this challenge. This paper presents the design and implementation of a sensory NDI-based angular rate and velocity inversion integrated with an optimization-based control allocation scheme, which is cascaded with a parallel attitude and flight path controller. The parallel control loops are designed to facilitate a full transition while utilizing all available degrees of freedom and control effectors. This control law is demonstrated on a strip theory-based 6-DoF flight dynamic model of a tandem tilt-wing configuration. The results indicate that the control law can effectively invert the dynamics within a subset of the flight envelope. In fact, decoupling the pitch angle from the flight path and the outbound transition maneuver works smoothly, whereas maneuvering into the post-stall regime leads to instabilities and needs to be addressed in future work.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/205187/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Tandem Tilt-Wing Control Design Based on Sensory Nonlinear Dynamic Inversion
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Milz, DanielDaniel.Milz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9704-2036165029608
May, Marc SimonMarc.May (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Looye, GertjanGertjan.Looye (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2024
Erschienen in:AIAA Aviation2024 Forum
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2024-4418
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Flight Control, Tilt-Wing, eVTOL, Dynamic Inversion, Transition
Veranstaltungstitel:AIAA AVIATION FORUM AND ASCEND 2024
Veranstaltungsort:Las Vegas, NV
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:29 Juli 2024
Veranstaltungsende:2 August 2024
Veranstalter :AIAA
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: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik > Flugzeug-Systemdynamik
Hinterlegt von: Milz, Daniel
Hinterlegt am:06 Aug 2024 16:32
Letzte Änderung:06 Aug 2024 16:32

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