F16 Uçağının Boylamsal Hareketinin Parametre Uzay Yaklaşımı ile Dayanıklı Kontrolü

Abstract

Bu çalışmada, parametre uzayı yaklaşımı kullanılarak F16 savaş uçağının boylamsal hareketini oluşturan kısa periyot modunu ve fügoid modunu dayanıklı Ґ kararlı kılacak geri besleme kazanç katsayıları hesaplanmıştır. F16 uçağının uçuş zarfında lineer olmayan uçuş denklemleri sürekli dönüş hareketi için 135 ayrı uçuş koşulunda lineer hale getirilmiştir. 12000 feet yükseklik, 600 feet/saniye hız ve 1 derece/saniye dönüş hızı değerleri için elde edilen lineer denklem nominal denklem kabul edilmiştir. Diğer uçuş şartlarının oluşturduğu durumların nominal değerden sapmaları nominal sistem matrisine giren yapısal belirsizlikler olarak kabul edilerek, belirsizlik kutuları hesaplanmıştır. PARADISE toolbox’ı kullanılarak belirsizlik parametrelerinin minimum ve maksimum değerleri arasındaki değişime rağmen, uçağın boylamsal hareketini dayanıklı kararlı kılan kazanç katsayıları kararlılık analizi ile bulunmuştur. Açık çevrim sistem çıkışları ile kapalı çevrim sistem çıkışları karşılaştırılmış ve bulunan kazanç katsayılarının sistem cevabını istenilen şekilde düzelttiği, sistem cevabındaki bu iyileşmenin belirsizlik parametrelerinin değişimine rağmen korunduğu görülmüştür.

In this study, the feedback gain matrix that provide robust Ґ stability of short period mode and phugoid mode of F16 airplane longitudinal motion is obtained by using parameter space approach. The non-linear flight equation of F16 airplane is linearized at 135 different flight conditions at the steady state turning motion in the speed-altitude fligth envolpe. The lineer equation of 12000 feet, 600 feet/second and 1 degree turning rate is taken as the nominal flight condition. The other flight conditions are represented by uncertainties on the nominal flight equation. The uncertainty boxes are obtained by analysing the variations of the coefficients of longitudinal motion in 135 different flight conditions as taking the nominal flight conditions as reference. PARADISE toolbox is used to obtain feedback gain coefficents and the calculated coeffcients are checked for all uncertainty parameter stability planes. The responses of the open-loop system and the closed-loop system are compared and it is seen that the feedback gain matrix suggested improve the robustness of the system with respect to uncertain parameter variations.