Wie sieht die Struktur eines Flugregelkreises aus?
Welche Modellvereinfachungen für die analytische Betrachtung von Flugregelkreisen getroffen?
Flugzeug als starrer Körper
Beschränkung auf wenige Manöver (sym. Geradeausglug, stat. Kurvenflug)
Aufspalten von Längs- und Seitenbewegung
Nur kleine Abweichungen vom Arbeitspunkt
Wofür stehen die Indizes A, K, W, F?
A - Aerodynamische Größen
K - Bahngrößen
W - Windgrößen
F - Schubgrößen
Wie sieht die lineare Zustandsgleichung der Längsbewegung aus?
Warum wird in der Regelungstechnik mit linearisierten Zustandsgleichungen anstatt analytischen Zustandsgleichungen in der Regelerauslegung gearbeitet?
Für linearisierte Differentialgleichungen existieren geschlossene analytische Lösungen. Die Lösung des linearistierten Systems ist zudem schneller zu finden.
Wie sieht die lineare Zustandsgleichung der Seitenbewegung vereinfachend ohne Wind aus?
Wie sieht die lineare Zustandsgleichung der Längsbewegung vereinfachend ohne Wind aus?
Welche Eigenbewegungen des Flugzeugs existieren in der Flugzeugdynamik?
Anstellwinkelschwingung - schnelle Drehbewegung (y), meist gut gedämpft
Phygoide - Langsame Bahnschwingung, schlecht gedämpft
Taumelschwing. - Schnell, schwach gedämpft, Roll-Gierkopp.
Rollbewegung - schnell, aperiodisch (x)
Spiralbewegung - Sehr langsam, aperidisch, oft instabil
Mit welchen Variablen werden die Ruderausschläge beschrieben?
Welche Luftdaten fließen in die Luftdatenrechner ein und welche Daten kann dieser generieren?
Aus welcher Kombination ergibt sich ein Inertialnavigationssystem (INS)?
Was ist ein B-Messer?
Beschleunigungsmesser
Was ist ein W-Messer?
Winkelmesser
Welche Fehler können beim Einbau der Messgeber auftreten?
Positions- & Lagefehler:
Welche weiteren Messgrößen exisiteren neben der Lagewinkel, Winkelgesch. und Beschleunigung?
Strömungsmessensoren (Windfahne oder Differenzdruck)
Anstellwinkel
Schiebewinke
Poisitonsbestimmung (Funktechnik)
Radionavigation
Radarhöhenmesser
GPS (Global Positioning System)
Nenne drei Vorteile eines Flugregelers im Vergleich zum Menschen als Piloten.
Reproduzierbarkeit
Höhere Genauigkeit
Höhere Regelgeschwindigkeit -> hochfrequente Reaktionen möglich
Höhere Zuverlässigkeit
Redundanz möglich
Nenne drei Besonderheiten der Regelstrecke Flugzeug.
Viele Freiheitsgrade
Viele Koordinantesysteme / Koordinatentransformationen
Vom Flugzustand abhängige starke Parameterschwankungen
Start nichtlineare Zusammenhänge
Wie sieht die charakteristische Gleichung eines schwingungsfähigen Systems aus?
Beschreibe das Vorgehen für die Cramer Regel
Zähle die Fünf Eigenbegwegung und ihre Charakteristiken auf.
Zeichne die Pole der fünf Eigenbewegungen auf.
Welche Mess- und Stellgrößen gibt es für die Rotatorischen Bewegungen zur Beeinflussung des Flugzustand (ohne Wind)?
Welche Mess- und Stellgrößen gibt es für die translatorische Bewegungen zur Beeinflussung des Flugzustand (ohne Wind)?
Welche Vorraussetzungen sind optimal für den Entwurf einer Regelung?
Alle Zustandsgrößen sind messbar
JEder Freiheitsgrad lässt sich durch eine unabhängige Stellgröße beeinflussen.
Wie wurden Messgrößen traditionell abgeleitet und wie läuft das heute ab?
Tradiotionell:
Messgrößen für Regelungszwecke wurden von Fluginstrumenten abgeleitet
Heute:
Redundante Messgeber mit zentraler Sensor-Signalverarbeitung, Verteilung der Daten zu Anzeigen und Regelrechnern über eigene Datenleitungen.
Zeichne schematisch die Funktionsweise eines Beschleunigungsmesser (B-Messer) auf.
Wie können Winkelgeschwindigkeiten und Lagewinkel bestimmt werden?
Winkelgeschwindigkeiten:
Auswertung des Momentenvektors (W-Messer)
Lagewinkel:
Messung der Kradanwinkel bei momentfreier Lagerung des Kreisels
Welche Einbaufehler können beim Messer der Messgrößen mittels B- und W-Messer auftreten? Zeichne dies schematisch auf.
Lagefehler:
Positionsfehler:
Wie wollen B- und W-Messer beim Messen von Anteilen der Strukturdynamik positioniert werden?
B-Messer im Knoten der Grundschwingung
W-Messer im Bauch der Grundschwingung
Welche Kombination an Sensoren ergeben ein Inertialnavigationssystem (INS)?
3 B-Messer
3 W-Messer
Stützung (Barhöhe, GPS) zur Stabilisierung und Driftkompensation
Singalverarbeitung (Strap-Down-Rechnung)
Welche Größen können aus den Beschleunigungen und Drehgeschwindigkeiten abgeleitet werden?
Wie wird die Windgeschwindigkeit näherungsweise berechnet?
Zähle drei weitere Messgrößen neben Lagewinkel, Bahngeschwindigkeit auf.
Strömungssensoren (Windfahne oder Differenzdruck)
Schiebewinkel
Positionsbestimmung
Funktechnische Verfahren
Zeichne schematisch die Reglerstruktur für eine Messwertverbesserung durch komplementäre Filterung auf und nenne das verwendete Prinzip.
Kombination von Sensoren mit unterschiedlichen Fehlerverhalten
Zeichne die Wirkung der Messwertverbesserung im Bode-Diagramm auf.
Schreibe am Beispiel der Höhenmessung den mathematischen Ansatz der komplementären Filterung auf.
Erste drei Zeilen relevant!
Zeichne das Schaltbild zur Erzeugung einer Stellgröße ausgehend aus einem Reglersignal für eine konventionelle Steuerung sowie eine Fly-By-Wire Steuerung eines Höhenruders.
Was ist beim Reglerentwurf für Servos und Steller i. a. zu beachten?
Die dynamischen Eigenschaften.
Was versteht man unter stationärer Steuerung?
Einhaltung des Flugzustand
Welche Steuergrößen können für die stationäre Steuerung verwendet werden und wie wird diese Gruppe bezeichnet?
Sekundäre Stellgrößen:
Schub für x-Freiheitsgrad: f
Trimmruder
Nasenklappen, Wölbklappen
Was versteht man unter dynamischer Steuerung?
Manövrieren.
Mit welchen Stellgrößen kann eine dynamische Steuerung umgesetzt werden und wie wird diese Gruppe bezeichnet?
Primäre Stellgrößen:
Höhen-, Seiten- und Querruder
Beschreibe die verkoppelte Wirkung innerhalb der Flugzeugdynamik anhand des Höhenruders.
Bahnänderung und Fahrtänderung bei Höhenruderausschlag.
Austausch von potenzieller und kinetischer Energie.
Welcher der beiden Stellgrößeren sekundär und primär haben die höheren Stellgeschwindigkeiten?
Primäre Stellgrößen haben höhere Stellgeschwindigkeiten.
Zähle drei atmosphärische Störgrößen auf.
stationärer Wind -> beeinflusst den Bahnverlauf
niderfrequente Windänderungen -> beeinflusst die Bahndynamik
höherfrequente Windänderungen (Böen, Turbulenzen) -> beeinflusst höherfrequente Dynamik
Zeichne den Gleitpfad beim Landeanflug bei einer Vertikal-Windscherung für konstanten und reduzierten Schub qualtitativ auf.
Hinweis: beachte sowohl Gegenwind- als auch Rückenwindscherung.
Wie wird eine Böe in einem determinitischen Modell nachgebildet?
Welche Annahmen gelten für die Nachbildung von Böen durch stochastische Modelle?
Annahmen der Turbulenztheorie: Die statistischen Eigenschaften des erdfesten Windfeldes hängen nicht ab von
der Zeit -> es ist stationär
dem Ort -> es ist homogen
der Richtung -> es ist isotrop
Das Windfeld ist “eingefroren”, die Wirkung auf das Flugzeug entsteht nur durch dessen Bewegung durch das Windfeld.
Wie ist die Führung eines Flugzeugs definiert?
Die Führung eines Flugzeugs ist ein Regelungsvorgang, bei dem der Mensch als Regler arbeitet (manuelle Regelung), ein automatischer Regler eingesetzt wird oder Mischformen verwendet werden.
Wie wird die Art der Aufteilung der Reglerfunktion zwischen dem Menschen und dem apparativen Regler bestimmt?
Die Art der Aufteilung der Reglerfunktion zwischen dem Menschen und dem apparativen Regeler wird bestimmt
durch die Aufgabenstellung (Frequenzbereich, Sicherheitsanforderung)
durch den vertretbaren Automatisierungsaufwand (Sensorangebot, Rechenleistung, verfügbare Stellsysteme)
durch die Realisierung des Steuerungssystems (Handkraftsteuerung, mechanisch-hydraulische, elektrohydraulische, elektrische Steuerung)
Skizziere die Struktur eines Nickdämpfers mit einer Steuereingabe eines Piloten.
Nenne zwei Kennzeichen des Dämpferprinzips.
Mischung manuelle/autom. Regelung
Pilot volle Autorität
Dämpfer begrenzte Autorität
Rückwirkungsfreie Addition des Dämpfersignals
Nenne zwei Kennzeichen des Fly-by-Wire-Prinzips
Pilot/Regeler volle Autorität
Keine mechanische Verbindung Bedienelement - Steuerfläche
Zusammenfassung von Funktionen Flight Control Computer (FCC)
Skizziere die Struktur einer Fly-By-Wire Steuerung für eine Nickregelung mit einer Steuereingabe eines Piloten.
Last changed3 months ago
