JP2003316403A - ダイナミックエアデータ生成方法及び装置 - Google Patents
ダイナミックエアデータ生成方法及び装置Info
- Publication number
- JP2003316403A JP2003316403A JP2002122797A JP2002122797A JP2003316403A JP 2003316403 A JP2003316403 A JP 2003316403A JP 2002122797 A JP2002122797 A JP 2002122797A JP 2002122797 A JP2002122797 A JP 2002122797A JP 2003316403 A JP2003316403 A JP 2003316403A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air data
- pneumatic
- dynamic air
- dynamic
- air pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
アデータ)を生成することができるダイナミックエアデ
ータ生成装置を提供する。 【解決手段】 逆伝達関数補償法により空圧回路25の
制御を行い、前記空圧回路から出力される空気圧に関し
連続的に変化するダイナミックエアデータを生成するダ
イナミックエアデータ生成方法であって、前記空圧回路
を単純適応制御器21により制御するステップと、前記
単純適応制御器の適用により低次元化された前記空圧回
路の逆モデル22を生成するステップと、前記逆モデル
を用いて前記逆伝達関数補償法を実行するステップとを
備えている。
Description
データ生成方法及び装置に関する。
を変化させて飛行模擬環境下での評価を行うことによ
り、飛行試験前の航空機の不具合を抽出する試みがなさ
れている。ここで、航空機が飛行しているときには、静
圧(大気圧)と動圧(その対気速度で飛行することによ
ってかかる空気圧)の和に相当する空気圧がその航空機
に作用する。エアデータとは、その空気圧に関するデー
タである。
上げるためには、地上にて、所望の変化率でエアデータ
を動的に変化させて、よりリアルな飛行模擬環境を生成
し、その飛行模擬環境下での航空機の状態を評価するこ
とが望まれている。
ように、ポイントポイントしか評価できない離散的評価
であった。また、手動によりエアデータを変化させた模
擬環境を生成することしかできなかった。
性チェックしかできなかった。
ータ(ダイナミックエアデータ)を生成できることが望
まれている。簡単な方法で自動で連続的に変化するエア
データを生成できることが望まれている。自動で連続的
に変化するエアデータを生成できる空気圧のシミュレー
ション装置が望まれている。
ション演算値に追従した空気圧を生成できることが望ま
れている。非線形要素を有する空圧回路に関して、逆伝
達関数補償法を用いてシミュレーション演算値と制御量
を一致させることが望まれている。
タ(ダイナミックエアデータ)を生成できるダイナミッ
クエアデータ生成方法及び装置を提供することである。
本発明の他の目的は、簡単な方法で自動で連続的に変化
するエアデータを生成できるダイナミックエアデータ生
成方法及び装置を提供することである。本発明の更に他
の目的は、自動で連続的に変化するダイナミックエアデ
ータ生成方法及び装置を提供することである。
要素をなくし、シミュレーション演算値に追従した空気
圧を生成できるダイナミックエアデータ生成方法及び装
置を提供することである。本発明の更に他の目的は、非
線形要素を有する空圧回路に関して、逆伝達関数補償法
を用いてシミュレーション演算値と制御量を一致させる
ことができるダイナミックエアデータ生成方法及び装置
を提供することである。
形態]で使用する番号・符号を用いて、[課題を解決す
るための手段]を説明する。これらの番号・符号は、
[特許請求の範囲]の記載と[発明の実施の形態]の記
載との対応関係を明らかにするために付加されたもので
あるが、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技
術的範囲の解釈に用いてはならない。
は、逆伝達関数補償法により空圧回路(25)の制御を
行い、前記空圧回路(25)から出力される空気圧に関
し連続的に変化するダイナミックエアデータを生成する
ダイナミックエアデータ生成方法であって、前記空圧回
路(25)を単純適応制御器(21)により制御するス
テップと、前記単純適応制御器(21)の適用により低
次元化された前記空圧回路(25)の逆モデル(22)
を生成するステップと、前記逆モデル(22)を用いて
前記逆伝達関数補償法を実行するステップとを備えてい
る。
は、弁開度が制御されて所定の空気圧(24)が出力さ
れる空圧サーボバルブ(25a)と、前記空圧サーボバ
ルブ(25a)を制御する単純適応制御器(21)と、
前記空圧サーボバルブ(25a)と前記単純適応制御器
(21)とを有する空気圧制御装置(20)の伝達関数
の逆数(22)を用いて演算を行う演算部(27)とを
備えている。
(30)において、前記空圧サーボバルブ(25a)
は、前記演算部(27)による演算結果(23)に追従
した前記空気圧(24)が出力されるように前記弁開度
が制御される。
イナミックエアデータ生成装置の一実施形態を説明す
る。
ータ生成装置の構成を示すブロック図である。図2は、
本実施形態のダイナミックエアデータ生成装置により生
成した、飛行模擬環境の一例を示す図である。図3は、
本実施形態のダイナミックエアデータ生成装置の詳細な
構成を示すブロック図である。図4は、本実施形態のダ
イナミックエアデータ生成装置の構成を対比説明するた
めの逆伝達関数補償法による回路を示すブロック図であ
る。
れているように、モデル制御方法が知られている。モデ
ル制御方法とは、制御対象をモデル化してモデルの出力
と制御対象の出力とが一致するようにコントローラで制
御して制御性を向上させるものである。
達関数をF(s)としたとき、モデルとしてその逆関数
1/F(s)の逆モデル(図4の符号10)を用いれ
ば、系全体の伝達関数は、 (1/F(s))×F(s)=1 となり、制御量(図4の符号12)を常に目標値(図4
の符号11)に等しくすることができる。
達関数補償法)によれば、逆モデル10に目標値11を
入力して得た出力(操作量)15を制御対象(順モデ
ル)13に入力すれば、全体の伝達関数が1であるた
め、制御対象13からは目標値11と同じ出力(制御
量)12が得られる。
実現することは無理であり、特にモデルが非線形の場
合、直接逆モデルを求めることはほとんど不可能であ
る。空圧回路は、空気流量の2乗が差圧(負荷上流圧力
と負荷下流圧力との差)にほぼ比例するため、入力振幅
(入力したい空気圧)によって特性が変わる等様々な非
線形要素を持っている。
いて、ダイナミックなエアデータを生成しようとして
も、様々な非線形要素を有する空圧回路を正確に同定
(制御対象のモデル化)することができないため、図4
における、空圧回路の遅れ要素をなくす逆モデル10は
近似的なものとなっており、シミュレーション演算値1
1に制御量12を一致させることは困難である。
トローラ(空気圧制御回路G)20にSAC(単純適応
制御:Simple Adaptive Contro
ller)21を用いることにより、空圧回路を容易に
低次化(一次近似)することができる。その簡単化され
た空圧回路の逆モデル22は容易に作ることができる。
その簡単化された空圧回路の逆モデル22を用いること
で、空圧回路の遅れ要素をなくし、シミュレーション演
算によって求められた演算値(目標値)23に追従した
空気圧24を生成できる。
ックエアデータ生成装置(シミュレータ)30は、機体
40に対して所望の空気圧を供給する。機体40は、そ
の空気圧をエアデータセンサシステム41で検知し、そ
の検知結果に基づいて飛行制御コンピュータ42でフラ
イトコントロールのテストを行う。
30は、空気圧制御装置20と、空気圧制御プログラム
(シミュレーション計算機)27とを備えている。空気
圧制御装置20は、制御対象25である空圧回路と、S
AC21とを有している。
空圧サーボバルブ25aが用いられる。工場からのエア
を供給するエア供給部25bには、リザーバタンク25
cが接続されている。真空ポンプ25dには、リザーバ
タンク25eが接続されている。空圧サーボバルブ25
aは、加圧側のリザーバタンク25cと、真空側のリザ
ーバタンク25eと接続されている。本実施形態では、
空圧サーボバルブ25aを所定の操作量28だけ操作さ
せることで、エアデータ24を自動で連続的に変化させ
る。
バックされる。逆モデル22は、シミュレーション計算
機27上で生成される。シミュレーション計算機27で
は、パイロットによって入力される操舵信号26aと、
初期値26bに基づいて機体40の運動が模擬され、そ
の機体運動の模擬結果に基づいて、エアデータの目標値
23が逆計算される(26d)。
は、例えば特開平10−161706号公報に記載され
ている。同公報には以下のように記載されている。単純
適応制御方法は、制御対象がASPR条件(殆ど強正実
化可能条件)を満足しさえすれば容易に構成することが
できる。また、単純適応制御としては、特開平4−34
601号公報、サーボシステムに適用された事例として
は、日本機械学会論文集(C編)61巻590号論文N
o.95−0150、又単純適応制御の近時の動向を述
べたものとしては、岩井善太;単純適応制御、計測と制
御学会誌,第35巻第6号1996年などを挙げること
ができる。単純適応制御方法の理論的背景は上記した文
献を参照されたい。これら文献および本発明者自らの実
験によって、単純適応制御方法を用いれば、制御対象の
運動方程式を厳密に知らなくても、最適な制御装置が設
計でき、また同時にその制御対象のパラメータが変動し
ても安全な制御性能を得ることができる。なお、特開平
10−161706号公報には、SACを利用して制御
対象の逆モデルを作るという示唆すら無いことはいうま
でもない。
差圧にほぼ比例するため、入力振幅によって特性が変わ
る等様々な非線形要素を持っている。従来は、図4に示
すように、空圧回路13の非線形要素を吸収できなかっ
たため、シミュレーション演算によって求められた目標
値11に制御量(空気圧)12を追従させることができ
なかった。これに対し、本実施形態では、SACを適用
することで空圧回路25の非線形性を吸収して簡単化
し、逆伝達関数補償法と組合わせることで、図1に示す
ようなシミュレーション演算値23と制御量24を一致
させることが可能となる。その結果、自動で連続的に変
化するダイナミックエアデータを生成することができる
ため、図2に示すように、連続的な飛行模擬環境を生成
することができる。
データを変化させて、飛行模擬環境下での評価を行うこ
とにより、連続的な評価ができるようになり、飛行試験
前の不具合抽出が可能となる。また、再現性・品質を向
上させることができるようになる。
術は、制御対象をモデル化し、制御対象の順モデルとフ
ィードバックとを組合せて逆モデルを構成する方法であ
る。上記の特開平10−27008号公報の技術は、エ
ンジン制御の技術であるから、制御対象のモデル化を比
較的行い易い。これに対し、本実施形態では、制御対象
25である空圧回路のモデル化(正確な同定)は難しい
ことから、SACを用いることで制御対象25のモデル
化を必要とせずに逆モデル22を構成する。
説明したが、同様に油圧回路にも適用することができ
る。
置によれば、動的に変化するエアデータ(ダイナミック
エアデータ)を生成することができる。
生成装置の構成を示すブロック図である。
生成装置により生成した、飛行模擬環境の一例を模式的
に示す図である。
生成装置の詳細な構成を示すブロック図である。
生成装置の構成を対比説明するための逆伝達関数補償法
による回路を示すブロック図である。
した、飛行模擬環境の一例を模式的に示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 逆伝達関数補償法により空圧回路の制御
を行い、前記空圧回路から出力される空気圧に関し連続
的に変化するダイナミックエアデータを生成するダイナ
ミックエアデータ生成方法であって、 前記空圧回路を単純適応制御器(SAC:Simple
AdaptiveController)により制御
するステップと、 前記単純適応制御器の適用により低次元化された前記空
圧回路の逆モデルを生成するステップと、 前記逆モデルを用いて前記逆伝達関数補償法を実行する
ステップとを備えたダイナミックエアデータ生成方法。 - 【請求項2】 弁開度が制御されて所定の空気圧が出力
される空圧サーボバルブと、 前記空圧サーボバルブを制御する単純適応制御器(SA
C:Simple Adaptive Control
ler)と、 前記空圧サーボバルブと前記単純適応制御器とを有する
空気圧制御装置の伝達関数の逆数を用いて演算を行う演
算部とを備えたダイナミックエアデータ生成装置。 - 【請求項3】 請求項2記載のダイナミックエアデータ
生成装置において、 前記空圧サーボバルブは、前記演算部による演算結果に
追従した前記空気圧が出力されるように前記弁開度が制
御されるダイナミックエアデータ生成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002122797A JP3776827B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | ダイナミックエアデータ生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002122797A JP3776827B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | ダイナミックエアデータ生成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003316403A true JP2003316403A (ja) | 2003-11-07 |
JP3776827B2 JP3776827B2 (ja) | 2006-05-17 |
Family
ID=29538313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002122797A Expired - Fee Related JP3776827B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | ダイナミックエアデータ生成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3776827B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008217259A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | シミュレータ及び記憶媒体及びプログラム及び制御装置及びシミュレータの制御方法 |
CN105819000A (zh) * | 2016-03-19 | 2016-08-03 | 沈阳飞机工业(集团)有限公司 | 无人机动力***多功能试验台及其试验方法 |
JP2016212834A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-12-15 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | プログラム可能アクチュエータシミュレーションカード |
JP2017041223A (ja) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | 国立大学法人東京農工大学 | フィードバック制御シミュレーション装置、制御装置、フィードバック制御シミュレーション方法、及びフィードバック制御シミュレーションプログラム |
CN111025936A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-04-17 | 武汉市天毅达测控科技有限公司 | 一种温度气压模拟*** |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102707631B (zh) * | 2012-06-07 | 2014-01-29 | 西南交通大学 | 一种气压波动与人耳舒适性的仿真方法 |
-
2002
- 2002-04-24 JP JP2002122797A patent/JP3776827B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008217259A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | シミュレータ及び記憶媒体及びプログラム及び制御装置及びシミュレータの制御方法 |
JP2016212834A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-12-15 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | プログラム可能アクチュエータシミュレーションカード |
JP2017041223A (ja) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | 国立大学法人東京農工大学 | フィードバック制御シミュレーション装置、制御装置、フィードバック制御シミュレーション方法、及びフィードバック制御シミュレーションプログラム |
CN105819000A (zh) * | 2016-03-19 | 2016-08-03 | 沈阳飞机工业(集团)有限公司 | 无人机动力***多功能试验台及其试验方法 |
CN105819000B (zh) * | 2016-03-19 | 2018-01-05 | 沈阳飞机工业(集团)有限公司 | 无人机动力***多功能试验台及其试验方法 |
CN111025936A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-04-17 | 武汉市天毅达测控科技有限公司 | 一种温度气压模拟*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3776827B2 (ja) | 2006-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Karpenko et al. | Hardware-in-the-loop simulator for research on fault tolerant control of electrohydraulic actuators in a flight control application | |
Alwi et al. | An adaptive sliding mode differentiator for actuator oscillatory failure case reconstruction | |
US7644574B2 (en) | Methods and systems for gas turbine engine control | |
Pereira et al. | Adaptive input shaping for single-link flexible manipulators using an algebraic identification | |
US20080147289A1 (en) | Methods and apparatus to facilitate gas turbine fuel control | |
JPH0133772B2 (ja) | ||
WO2007030365A2 (en) | Velocity feedforward compensation for force control systems | |
WO2020045579A1 (ja) | 建設機械 | |
JP2003316403A (ja) | ダイナミックエアデータ生成方法及び装置 | |
JPWO2008065836A1 (ja) | 電動機制御装置と出力フィルタ調整方法および出力フィルタ調整装置 | |
CN106019930A (zh) | 飞行器机动过程的气动/控制一体化耦合模拟技术 | |
WO2005044622A3 (en) | Method and apparatus for loss of control inhibitor systems | |
Spillman | Robust longitudinal flight control design using linear parameter-varying feedback | |
Waite et al. | Active Flutter Suppression Controllers Derived from Linear and Nonlinear Aerodynamics: Application to a Transport Aircraft Model | |
US20110295574A1 (en) | Device for balancing a simulation platform, and associated method | |
CN105302173B (zh) | 一种用于高空飞行器的气压伺服控制*** | |
CN110162016B (zh) | 一种燃气轮机气动执行器的故障建模方法 | |
CN112249361B (zh) | 用于高空机载设备测试的冷却通风模拟装置及控制方法 | |
Gerretsen et al. | Comparison of position-loop, velocity-loop and force-loop based control loading architectures | |
US11132917B2 (en) | Method, system and computer program product for compensation of simulator control loading mechanical effects | |
CN113625545A (zh) | 一种适应内环比例积分控制的纵向指令控制方法及装置 | |
CN106054856B (zh) | 基于核电站比例积分控制器的噪声分析方法及装置 | |
JP4448393B2 (ja) | シミュレータ用の操縦装置及びフライトシミュレータ | |
CN114660957B (zh) | 用于激励飞控***的多余度rvdt激励仿真设备及方法 | |
Field et al. | Validation of simulation models for piloted handling qualities evaluations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040908 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041029 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050621 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050808 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060223 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |