Wann sind die Näherungsansätze zulässig?
Wenn,…
die Kopplungen zwischen den Bewegungsformen gering sind
die Wurzeln der charakteritischen Gleichung weit auseinanderliegen
Wie ist die Zulässigkeit der getroffenen Vereinfachungen i. a. zu überprüfen?
Mit dem vollständigen Modell (z. B. durch Simulation)
Welche Vereinfachung wird für die Bewegungsgleichungen getroffen und aus welchem Grund?
Durch getrennte Betrachtung von schnellen und langsamen Bewegungsformen
damit ein besseres Verständnis der physikalischen Zusammenhänge
Skizziere die Zustandsdarstellung eines Einmassen-Schwingers im Signalflussdiagramm.
Was ist die Standardmaßnahme zur Dämpfung der Anstellwinkelschwingung? Was ist die Alternative und welchen Vorteil bringt die Standardmaßnahme gegenüber der Alternative?
Ein künstliches M_q über ein Höhenruderausschlag erzeugen
Alternative: Künstliches Z_alpha über Klappenausschlag erzeugen
Nickgeschwindigkeit messtechnisch leichter zu erfassen als Anstellwinkel
Ansteuerbare Auftriebsklappen selten verfügbar
Gib ein Beispiel für ein künstliches Derivativ an.
Wie sieht die modifizierte Anstellwinkelschwingung mit modifzierten Derivativen aus? Skizziere dies als Signalflussdiagramm.
Welches Problem gibt es bei der Modifizierung der Frequenz der AS, welche über eine Rückführung auf das Höhenruder verändert wird?
Nenne eine Lösung für das Problem.
Aus Kosten- und Zuverlässigkeitsgründen steht meist nur ein Wendekreisel zur Messung der Nickgeschwindigkeit zur Verfügung.
Lösung:
Ermittlung eines Schätzwertes für den Anstellwinkel durch Filterung.
Wie kann die Änderung der Frequenz der AS durch Aufschaltung einer Ersatzgröße für den Anstellwinkel realisiert werden?
Durch Vertikalbeschleunigungsmesser
Verwendung von Vertikalbeschleunigung
Durch Filterung
Verwendung der Nickgeschw. q
Wie erfolgt die Realisierung eines Nickdämpfers bei mechanischer Anlenkung der Ruder? Skizziere die Reglerstruktur.
Pilot wird bei der Auslenkung der Ruder durch Servos unterstützt.
WICHTIG: Regelgröße wirkt nicht auf Piloteneingabe.
Wie erfolgt die Realisierung eines Nickdämpfers bei Fly-By-Wire Anlenkung der Ruder? Skizziere die Reglerstruktur.
Piloten- und Regler-Signal werden überlagert und das Ruder durch einen Steller ausgelenkt.
Woraus besteht eine Basisregelung, welche im jeden Flugzeug vorhanden ist?
Aus einem Dämpfungs- und einem Lageregeler.
Notieren Sie die Zustand-Differentialgleichung für die angenäherte Phygoidbewegung.
Was ist die Aufgabe der Phygoiddämpfung?
Die Modifikation der Bahnschwingung (Phygoide).
Wovon hängt die Frequenz der Phyoide ab?
d. h. die Frequenz hängt nicht von Eigenschaften des Flugzeugs ab.
Warum reicht für die Reglerauslegung die Näherung der Phygoidbewegung nicht aus?
Der Einfluss des Höhenruders über den Anstellwinkel darf nicht vernachlässigt werden.
Wie sieht die Erweiterung der Zustandsgleichung der Phygoidbewegung um die stationäre Näherung für den Nickfreiheitsgrad aus?
Nach Abklingen der Anstellwinkelschwingung gilt:
Relevante Zustandsgleichung:
Wie kann die Dämpfung der Phygoide durch eine Regelung modifiziert werden?
Hinweis: Verwendung der erweiterten Phygoidnäherung.
Wie kann die Frequenz der Phygoide der eine Regelung modifiziert werden?
Gierdämpfer
Was ist die Aufgabe der Gierdämpfung?
Modifikation der Gierschwingung/Taumelschwingung.
Wie lautet die Zustandsgleichung für die Näherung der Gierschwingung/Taumelschwingung?
Wovon hängt die EIgenfrequenz der Gierschwingung/Taumelschwingung ab?
Abhängig von der statischen Stabiliät der Seitenbewegung.
Wovon hängt die Dämpfung der Gierschwingung/Taumelschwingung ab?
Wie kann die Dämpfung der Taumel-/Gierschwingung modifiziert werden?
Hinweis:
Wie kann die Frequenz der Taumel-/Gierschwingung modifiziert werden?
Erweitern Sie das Signalflussdiagramm um einen Gierdämpfer.
Welche alternativen Messgrößen gibt es zur Messung der Giergeschwindigkeit?
Giergeschwindigkeitsmessung mit r-W-Messer (Kreisel)
lateral Beschleunigung b_y
Schiebewinkelberechnung aus y-B-Messer ist Flugzustandsabhängig.
Zeichnen Sie in ein Blockschaltbild die Realisierung eines Gierdämpfers (Yawdamper). Welche Besonderheit weißt dieser auf?
Extra: Hochpassfilter
Rolldämpfer
Was ist die Aufgabe des Rolldämpfers?
Modifikation der Rolldynamik.
Wie lautet die Zustandsdifferentialgleichung für die Näherung von Roll- und Spiralbewegung?
Zeichne das Signalflussdiagramm für die folgende Zustandsgleichung. Für welche Bewegung ist dies eine Näherung? Makiere die Eigenbewegungen im Signalflussdiagramm.
Gib die Übertragungsfunktion für die Rollbewegung an.
Wie ist die Rollzeitkonstante definiert?
Wie kann die Rollzeitkonstante modifiziert werden?
Wie kann die Spiralbewegung stabilisiert werden?
Wie sieht das Signalflussdiagramm für die Modifizierte Rollbewegung aus?
Merke:
Rolllageregler
Wie wirken sich die Modifikationen der Rollbewegung auf die Wurzelortskurven graphisch aus?
Erweitere das gegebene Blockschaltbild um einen Rolldämpfer. Welchen Regler benötigt man dafür?
Nennen Sie den Vorteil einer Kurvenkoordination mittels Regelung gegenüber einer Koordination mittels einer Steuerung.
Bei einer Steuerung ergeben sich bei Abweichung vom Auslegungszustand Koordinationsfehler
Modellunsicherheiten
Die entwickelte Basisregelung soll um eine Regelung zur Kurvenkoordination (s. Abbildung) erweitert werden. BEstimmen Sie die Übertragungsfunktion G_beta*Betaw für den geschlossenen Regelkreis unter Berücksichtigung des Gierdämpfers.
Bestimmen Sie die Übertragungsfunktion G beta beta_w. Ergänzen Sie dafür die vereinfachte Zustandsgleichung des geregelten System mit dem gegebenen Zusammenhang für den Einfluss des Winds auf das Flugzeug.
Geregegeltes System N_r*
Was versteht man unter Kurvenkoordinierung?
Durch koordinierten Seiten- und Querruderausschlag soll ein Schiebewinkel im Kurvenflug vermieden werden.
Zeichnen Sie den Regelkreis zur Kurvenkoordinierung.
P-Regler zur Kurvenkoordinierung.
Regelgröße: Beta
im Reseflug klassich zu 0 kommandiert
Tatsächlicher Regeler: Ein Vorgaberegler zur Kurvenkoordinierung:
Wie unterscheidet sich davon die Kurvenkompensation?
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