Flight control system design and optimisation with a genetic algorithm

摘要

A design procedure for a flight control system is here presented. An optimisation process, based on a genetic algorithm, is used to meet the frequency domain handling qualities requirements for the longitudinal plane. The parameters are implemented as fitness functions related to the expected magnitude of bandwidth and delay. The impact of the parametric shaping of the fitness functions on the search and optimisation process is also evaluated. The dynamic response of the augmented aircraft is obtained for a realistic simulation case, validated after comparison with reference test data. The bandwidth and the delay of the longitudinal short term attitude response are estimated before and after the inclusion of the flight control system in the simulation model, and the parameters are compared with the expected handling qualities levels. The feasibility of the design process is demonstrated and the overall performance of the generation process is analyzed.%Nel presente articolo viene discussa una metodologia per il progetto di un sistema di controllo per un'applicazione aeronautica. In particolare, viene utilizzato un algoritmo di ottimizzazione di tipo genetico al fine di garantire il soddisfacimento dei requisiti normativi in termini di qualità di volo. I parametri di riferimento nel dominio della frequenza sono implementati con diverse modalità cosi da influenzare il comportamento della funzione obbiettivo. Dopo aver validato il modello di simulazione, il comportamento dinamico del sistema controllato viene confrontato con i dati disponibili per il velivolo reale. Vengono infine discusse le caratteristiche del processo evolutivo per la generazione della soluzione.