Bachelor's Thesis

Modelling and Simulation of the Longitudinal Flight Control

Final Thesis 6.72 MB Appendix 14.56 MB

Author of thesis: Bc. Dominik Zavadil

Acad. year: 2023/2024

Supervisor: Ing. Miroslav Jirgl, Ph.D.

Reviewer: prof. Ing. Rudolf Jalovecký, CSc.

Abstract:

This bachelor thesis focuses on the design of a longitudinal flight model of an aircraft, identification of its parameters and validation of the obtained model. The theoretical part describes the modelling of longitudinal flight using equations of motion, which are then linearized and transformed into a state-space representation. In the practical part, data measured on a flight simulator were used to identify two models and for their subsequent validation. A joystick emulated by an Arduino Leonardo board was used to generate input signals in the process of acquiring the validation data. Finally, the validated models were used to build a simulation model that can be used to determine the response of the aircraft to different types of input signals.

Keywords:

Model, identification, longitudinal flight, MATLAB, validation, simulation, Arduino Leonardo

Date of defence

11.06.2024

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student obhájil bakalářskou práci. Komise neměla žádné námitky k řešené práci. V průběhu odborné rozpravy odpověděl na dotazy týkající se tahu motoru a struktury identifikovaných matic A, B, C.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Automation and Measurement (BPC-AMT)

Composition of Committee

prof. Ing. Rudolf Jalovecký, CSc. (předseda)
prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Adam Chromý, Ph.D. (člen)
Ing. Miroslav Jirgl, Ph.D. (člen)
Ing. Stanislav Klusáček, Ph.D. (člen)
Ing. Soběslav Valach (člen)

Supervisor’s report
Ing. Miroslav Jirgl, Ph.D.

Cílem bakalářské práce pana Zavadila bylo sestavit simulační model podélného letu letounu na základě dat poskytovaných leteckým simulátorem na Univerzitě obrany.
Student přistoupil k řešení problému velmi zodpovědně a svědomitě. Nejprve prostudoval relevantní literární prameny a na základě této rešerše pak sestavil a popsal výchozí stavový model. Vzhledem ke složitosti dané problematiky a popisu se v rámci této práce zaměřil na lineární modely aproximující (linearizující) chování systému v okolí rovnovážného stavu. Parametry těchto modelů identifikoval na základě dostupných dat pocházejících z měření na leteckém simulátoru (za definovaných podmínek) reprezentujících odezvu na impulzovou změnu výchylky kniplu. Následně bylo jeho úkolem verifikovat tento model pomocí měření odezev na další vstupní signály. Pro zajištění opakovatelnosti měření a přesné definice vstupního signálu využil pro generování vstupních signálů dostupnou embedded platformu. Během této části práce se potýkal s mnoha potížemi plynoucími jednak ze zajištění stabilních podmínek měření, z nerovnoměrného vzorkování, či vlivu počátečních podmínek. Tyto problémy však dokázal prakticky samostatně vyřešit a ověřit tak platnost modelu v okolí definovaných podmínek. Na závěr pak diskutuje vliv působících faktorů a omezení získaného modelu. Výstupem je tak simulační model využitelný zejména pro demonstrační účely v rámci analýzy dynamiky podélného letu letounu a možnosti jeho řízení.
Student tak dokázal nastudovat a pochopit poměrně náročnou problematiku a svou prací prokázal znalosti a schopnosti zahrnující mnoho oblastí. Po formální stránce je práce rovněž na velmi dobré úrovni a má odpovídající rozsah. Všechny body a požadavky zadání byly splněny. Práci tak doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení 93 b/A. Points proposed by supervisor: 93

Grade proposed by supervisor: A

viz přiložený posudek v pdf Points proposed by reviewer: 96

Grade proposed by reviewer: A

File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 108,19 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová