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Verification and Validation of Reinforcement Learning based Aeroelastic Control System

Konatala, Ramesh und Stalla, Julius Felix und Kier, Thiemo und Looye, Gertjan und Pusch, Manuel und Kampen, Erik-Jan van (2026) Verification and Validation of Reinforcement Learning based Aeroelastic Control System. IFAC. 23rd IFAC World Congress, 2026-08-23 - 2026-08-28, Busan, Südkorea. (im Druck)

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2MB

Kurzfassung

This paper presents the adaptation of established Verification & Validation (V&V) practices for classical flight control to a data-driven Reinforcement Learning (RL) based Gust Load Alleviation (GLA) control system, with the aim of addressing the simulation to reality gap in RL based aeroelastic control applications. The control law was developed using the Soft ActorCritic (SAC) algorithm as an end-to-end deep neural network that maps sensor measurements to actuator commands, and was trained offline using data from a linear Aeroservoelastic (ASE) model. The resulting fixed-policy controller is then subjected to a V&V workflow comprising closed-loop verification through simulation analyses on a high-fidelity nonlinear ASE model, followed by experimental validation through wind tunnel testing. Validation was conducted on a flexible wing demonstrator under harmonic gust excitation generated by cylindrical gust generators. Performance was evaluated against a set of control design specifications that cover nominal load alleviation, robustness to unstructured and parametric uncertainties, actuator and safety constraints. Wind tunnel results demonstrated that the RL controller attained a maximum Wing Root Bending Moment (WRBM) reduction of 65% and 80% using single and dual-actuator configurations, respectively, at the first wing bending mode frequency.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/228428/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Verification and Validation of Reinforcement Learning based Aeroelastic Control System
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Konatala, Rameshramesh.konatala (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8051-2406NICHT SPEZIFIZIERT
Stalla, Julius Felixfelix.stalla (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0008-9930-7956NICHT SPEZIFIZIERT
Kier, ThiemoThiemo.Kier (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6210-6295NICHT SPEZIFIZIERT
Looye, GertjanGertjan.Looye (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pusch, Manuelmanuel.pusch (at) hm.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kampen, Erik-Jan vanE.vanKampen (at) tudelft.nlNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 August 2026
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Verlag:IFAC
Name der Reihe:Preprints of the 23rd IFAC World Congress
Status:im Druck
Stichwörter:Reinforcement learning and deep learning in control, Verification and validation of control systems, Aeroelastic control, Gust load alleviation
Veranstaltungstitel:23rd IFAC World Congress
Veranstaltungsort:Busan, Südkorea
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:23 August 2026
Veranstaltungsende:28 August 2026
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, L - Flugzeugtechnologien und Integration
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aeroelastik > Regelung aeroelastischer Systeme
Hinterlegt von: Konatala, Ramesh
Hinterlegt am:28 Okt 2026 15:39
Letzte Änderung:28 Okt 2026 15:39

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