Formulation of mathematical models using parameter estimation techniques and flight test data for the Bell 427 helicopter and the F/A-18 aircraft

摘要

Cette recherche presente differents modeles mathematiques d'aeronefs developpes a partir de donnees d'essais en vol pour trois modeles: la dynamique au sol pour Fatterrissage de I'helicoptere Bell 427, le comportement des rotors et des moteurs pour le meme helicoptere et la simulation des deflections aeroelastiques de I'avion militaire F/A-18.ududLa structure du modele de dynamique au sol du B-427 est deduite par des lois de la physique, dans lesquelles la force normale de contact avec le sol est modelisee par le ressort vertical et la force de friction est modelisee par les coefficients statiques et dynamiques. Les coefficients du modele sont optimises afin que sa sortie corresponde aux donnees d'atterrissage a I'interieur des marges de tolerance definies par la FAA {Federal .Aviation administration) pour un simulateur de vol de niveau D.ududLes torques du rotor principal, du rotor de queue et des moteurs ainsi que la itesse du rotor principal sont estimes par un modele d'espace d'etat. Les entrees non-lineaires du modele sont construites a partir des commandes du pilote et des etats de I'helicoptere. Les parametres du modele sont identifies par la methode subspace et optimises par l'algorithme Levenberg-Marquardt. Le modele donne une excellente estimation des sorties a I'interieur des marges de tolerances de la FAA.ududLe modele aeroelastique de I'avion F/A-18 est represente sous forme d'espace d'etat, et la recherche concernant ce modele est divisee en deux parties. Premierement, la déflection d'une partie de l'avion suite a une entree d'ailerons differentiels est representee par un modele lineaire MISO {Multiple Inputs Single Outputs). Les entrees du modele sont les posifions des ailerons et les déflections des autres parties de l'avion. Deuxièmement, un seul modele d'espace-etat non-lineaire est utilise pour calculer les déflections aeroelastiques des ailes et des volets de bords de fuite. Les non-linéarités sont introduites en multipliant les entrees entre elles avant de les utiliser dans les matrices d'espace-etat. Dans les deux cas, les modeles sont identifies par la methode subspace. D'excellents resultats ont ete obtenus ou la plupart des coefficients de correspondance et de correlation sont respectivement au dessus de 73 % et 90%.