Modeling, Estimation, and Control of Helicopter Slung Load System

Morten Bisgaard

Publikation: Bog/antologi/afhandling/rapportPh.d.-afhandling

3601 Downloads (Pure)

Abstrakt

Denne afhandling omhandler autonom flyvning med helicopter slung load systemer og præsenterer en metodik der beskriver system udvikling fra modellering og system analyse, over sensor fusion og tilstands estimering, til kontroller design. To forskellige udviklingsgrene præsenteres: Flyvning med generisk slung load og landmine detektion med helikopter slung load system.

Et hoved bidrag for denne afhandling er udviklingen af en komplet helikopter og slung load model. Den generiske slung load model kan bruges til at modellere alle body-to-body ophængssystemer og giver en intuitiv måde at modeller og simulerer slung load systemer på. Den inkludere modellering af snor kollaps og kollision, aerodynamisk kobling mellem
helikopter og load og kan benyttes til modellering af multibody systemer med flere helikoptere eller flere loads.

Til generel slung load flyvning udvikles et integreret estimator og kontrol system til brug på autonome helikoptere. Estimatoren benytter udelukkende vision baserede målinger og behøver kun lidt information om selve systemet da den estimere den vigtigste system parameter, længden på ophængssnoren, sammen med system tilstandende. Kontrolleren benytter en kombineret feedforward og feedback fremgangsmåde til at undgå at eksitere og samtidigt aktivt undertrykke load svingninger.

Til minedetektion udvikles en estimator der giver full tilstandsinformation for helikopter slung load systemet, inklusiv slung load attitude. En linear kontroller til tracking af trajektorier udvikles udvilkes til et generisk helikopter slung load system. Til generering af en reference vektor til kontrolleren udvikles en trajektorie mapping algoritme. Denne er i stand til at mappe en givet slung load trajektorie til en fuld system reference baseret på systemets dynamiske og kinematiske egenskaber.

Metoder og algoritmer udviklet i denne afhandling er valideret gennem systematisk simulering og test flyvning, og resultaterne der præsenteres viser god overenstemmelse mellem teori og praksis.

OriginalsprogEngelsk
UdgivelsesstedAalborg
ForlagDepartment of Control Engineering, Aalborg University
Antal sider256
ISBN (Trykt)87-90664-34-5
StatusUdgivet - 2008

Emneord

  • Helikopter

Fingeraftryk Dyk ned i forskningsemnerne om 'Modeling, Estimation, and Control of Helicopter Slung Load System'. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

Citationsformater