Certifiable L1 Adaptive Control for Helicopters

In Hubschraubern kommen mitunter aufw ndige regelungstechnische Verfahren zum Einsatz, um ein intuitiv steuerbares und stabiles Verhalten der Maschine zu erzeugen. Klassische Ans tze in der Entwicklung setzen dabei auf Iterationen aus Systemidentifikation und Auslegung des Systems im Frequenzbereich. In diesem Buch wird vor dem Hintergrund der nur zu gerne untersch tzten Problematik der begrenzten Bandbreiten eine robuste adaptive Regelung eingef hrt. Dazu wird ein hochfrequent-aktualisierender L1-adaptiver Regler entsprechend angepasst, ein neues adaptives Gesetz der Ausgangsr ckf hrung eingef hrt, eine neue Strategie zur Auslegung der Zustandsr ckf hrung vorgestellt, und f r den sicherheitskritischen Aspekt Effekte von Ungenauigkeiten im Rechentakt und von Sensorrauschen evaluiert. W hrend klassische Ans tze durch nichtlineare Optimierung weitestgehend automatisierbar sind und dennoch die Notwendigkeit wiederholter Flugtests nicht verhindern k nnen, ist der L1-adaptive Regler bei entsprechendem Systemverst ndnis besonders geeignet, Entwicklungszeiten zu verk rzen. Strenge mathematische Beweise untermauern die Stabilit t und Robustheit der eingef hrten Algorithmen, wobei die Flugeigenschaften in einem Forschungssimulator verifiziert werden. Often, very complex controller techniques are applied to helicopters for generating an intuitively controllable and stable behavior of the aircraft. In legacy controllers, a number of iterations of system identification and loop shaping methods in frequency domain have to be conducted. In this book, a robust adaptive control theory is introduced, with the often underestimated fact of only limited available bandwidths in mind. To this end, the high-frequency adapting L1-adaptive controller is adjusted, a new adaptive law for output feedback is introduced, a new strategy for defining the design of a state feedback controller is proposed, and effects of uncertainties in the processor clock rate and of sensor noise are evaluated