Système aérodynamique à deux rotors

Le système de commande à entrées multiples et sorties multiples (MIMO) fortement couplé en croix

Le système aérodynamique à deux rotors (TRAS) est une configuration de laboratoire conçue pour les expériences de contrôle. À certains égards, son comportement ressemble à celui d’un hélicoptère. Du point de vue du contrôle, il illustre un système non linéaire d’ordre élevé avec des couplages croisés importants.

Le TRAS consiste en une poutre pivotée sur sa base de telle sorte que la poutre puisse tourner librement à la fois dans les plans horizontal et vertical. Aux deux extrémités de la poutre, il y a des rotors (les principaux et les arrière) entraînés par des moteurs à courant continu. Un bras de contrepoids avec un poids à son extrémité est fixé à la poutre au pivot. L’état du faisceau est décrit par quatre variables de processus: angles horizontaux et verticaux mesurés par des codeurs montés au pivot, et deux vitesses angulaires correspondantes. Deux variables d’état supplémentaires sont les vitesses angulaires des rotors, mesurées par des capteurs de vitesse couplés aux moteurs CC d’entraînement. Dans un véritable hélicoptère, la force aérodynamique est contrôlée en modifiant l’angle d’attaque. Dans la configuration de laboratoire, l’angle d’attaque est fixe. La force aérodynamique est contrôlée en faisant varier la vitesse du rotor.

Des couplages croisés importants sont observés entre les actions des rotors. Chaque rotor influence les deux angles de position. Une conception de contrôleurs de stabilisation pour TRAS est basée sur le découplage. Le système TRAS a été conçu pour fonctionner avec un contrôleur numérique externe basé sur PC. L’ordinateur de contrôle communique avec la position, les capteurs de vitesse et les moteurs par une carte d’E / S dédiée et une interface d’alimentation. La carte d’E / S est contrôlée par le logiciel en temps réel qui fonctionne dans l’environnement MATLAB / Simulink RTW / RTWT. Une bibliothèque préprogrammée de contrôleurs et de modèles Simulink prend en charge le système TRAS.

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