Inversion dynamischer Systeme mit Matlab

Inversion dynamischer Systeme mit Matlab

von

Jörg J. Buchholz (Hochschule Bremen)
Wolfgang v. Grünhagen (DLR Braunschweig)

17. Dezember 2007

1 Einleitung ... 1

2 Inversion einer Übertragungsfunktion ... 2

3 Inversion im Zustandsraum ... 4

4 Improper Inversion ... 6

5 Proper Inversion ... 8

6 Mehrgrößensysteme ... 10
6.1 Beispiel ... 11
6.2 Numerische Inversion ... 11
6.3 Analytische Inversion ... 12
6.4 Proper MIMO Inversion ... 14

7 Inversion eines nichtlinearen Systems  ... 15

8 Anwendungen ... 16

Literatur ... 17

1 Einleitung

Eine Aufgabe im Rahmen des US/German Memorandum of Understanding (Helicopter Aeromechanics) [1] beinhaltet die gemeinsame und komplementäre Entwicklung von Turbulenzmodellen für Hubschrauber und deren Anwendung in der Simulation und Regelung. Das generelle Prinzip ist in Abb. 1 dargestellt, der Realisierungsansatz der US Army ist in [2] und [3] beschrieben. Die vorliegende Abhandlung beschreibt die alternative Realisierung auf der Basis von Matlab/Simulink, die von den deutschen Partnern - Hochschule Bremen und DLR - eingebracht wurde. Beiden Ansätzen ist der Vergleich der Hubschrauberdynamik in ungestörter Atmosphäre zu der bei unterschiedlichen Turbulenzbedingungen gemeinsam.

Abbildung 1: Extraktion des Turbulenzmodells

[...]

[....]

[1] U. S. State Department: Defense: Helicopter Aeromechanics: Memorandum of Under- standing between the United States of America and the Federal Republic of Germany. Signed at Alexandria and Bonn, 1994.

[2] Labows, S. J.; Blanken, C. L.; Tischler M. B.: UH-60 Black Hawk Disturbance Rejection Study for Hover/Low Speed Handling Qualities Criteria and Turbulence Modeling. In American Helicopter Society 56th Annual Forum. Virgina Beach, Virginia, May 2 - 4, 2000.

[3] Lusardi, J. A.; Blanken, C. L.; Tischler M. B.: Piloted Evaluation of a Mixer Equivalent Turbulence Simulation Model. In American Helicopter Society 59th Annual Forum. Phoenix, Arizona, May 6 - 8, 2003.