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A Quasi-LPV Approach for Gain Scheduling Cascaded NDI-based Controllers for Hypersonic Glide Vehicles

Autenrieb, Johannes und Fezans, Nicolas und Gruhn, Patrick (2025) A Quasi-LPV Approach for Gain Scheduling Cascaded NDI-based Controllers for Hypersonic Glide Vehicles. In: AIAA SciTech 2025 Forum. AIAA SCITECH 2025 Forum, 2025-01-06 - 2025-01-10, Orlando, FL. doi: 10.2514/6.2025-1908.

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2MB

Offizielle URL: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/6.2025-1908

Kurzfassung

Hypersonic glide vehicles (HGVs) have emerged as crucial assets with applications in both civil and military sectors, prompting significant research and development efforts. Ensuring the stability and precision of these vehicles, especially in the face of complex and uncertain physical effects, necessitates well-designed autopilots and robust control systems. Among the control methodologies explored, nonlinear dynamic inversion (NDI) stands out as a promising approach, offering the ability to handle highly nonlinear systems effectively. However, challenges such as sensitivity to model uncertainties and closed-loop instabilities pose significant hurdles. Addressing these challenges requires careful consideration of closed-loop dynamics, either through robust control approaches or tailored pole locations. This paper proposes a systematic methodology for determining suitable gains for cascaded nonlinear controllers, leveraging the similarities between NDI and quasi-linear parameter-varying (quasi-LPV) systems. By transforming nested nonlinear dynamics into a quasi-LPV framework, the proposed approach enables the utilization of linear control tools, providing stability and performance across the entire flight envelope. The contributions of the paper include discussions on the transformation of nonlinear dynamics, validations of assumptions, insights into potential applications of quasi-LPV control, and simulation results demonstrating the effectiveness of the proposed methodology.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/212140/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:A Quasi-LPV Approach for Gain Scheduling Cascaded NDI-based Controllers for Hypersonic Glide Vehicles
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Autenrieb, JohannesJohannes.Autenrieb (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fezans, NicolasNicolas.Fezans (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4351-3474NICHT SPEZIFIZIERT
Gruhn, PatrickPatrick.Gruhn (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Erschienen in:AIAA SciTech 2025 Forum
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2025-1908
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Quasi-LPV; NDI; Gain Scheduling; Hypersonic Glide Vehicle
Veranstaltungstitel:AIAA SCITECH 2025 Forum
Veranstaltungsort:Orlando, FL
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:6 Januar 2025
Veranstaltungsende:10 Januar 2025
Veranstalter :American Institute of Aeronautics and Astronautics (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: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Flugsystemtechnik > Flugdynamik und Simulation
Institut für Flugsystemtechnik
Hinterlegt von: Autenrieb, Johannes
Hinterlegt am:24 Jan 2025 16:03
Letzte Änderung:24 Jan 2025 16:03

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