Flight Simulator

1. Flight Simulator המעבדה לבקרה פרוייקט – חלק א סטודנטים: איתי בנוא רותם יוחנן מנחה: עידו כהן

2. Agenda • מטרת הפרוייקט • רקע: • קשיים ובעיות בתחילת הפרוייקט • רקע תאורטי, מודל הטיסה • שלבי פיתרון • הגדרה ואפיון התמרונים • הגדרת "הקבוצה הפורשת" • אופן המימוש • בקרה • הדגמות של מסלולי טיסה

3. מטרת הפרויקט מימוש תמרוני טיסה עבור סוכן בסימולטור טיסה סימולטור טיסה: פיתוח של אלביט מערכות בע"מ.

4. הפרויקט כלל • סקר ספרות בנושאי טיסה ותמרוני אויר • בחירה, הגדרה ואפיון של תמרונים • בניית מודל פיסיקאלי ומודל טיסה לסימולטור ב- MATLAB • בקרה על ביצועי המטוס • בחינת התוצאות

5. קשיים ובעיות בתחילת הפרוייקט • היכרות עם המערכת. • לימוד המושגים ותורת קרב. • היכרות עם מודל הטיסה. • העבודה ב-3 מימדים. • תמרון מול מטרה נעה שהתנהגותה אינה ידועה. • התכנון לפעולות המטוס האדום דורש תכנון ארוך קדימה עקב קצב ההתקדמות של המטרות.

6. מודל הטיסה • לימוד הסימולטור. • מודל הסימולטור לא סופק. • השתמשנו במודל תכן (מודל מופשט) של התנהגות המטוס. • - עלרוד • - זווית התקפה • - זווית גלגול • T – דחף • L – עילוי • D - גרר Flight mechanics of high performance aircraft (Nguyen X. Vinh)

7. מימוש התמרונים מימוש התמרונים כלל: תכן: • בחירה והגדרה של תמרוני הטיסה אותם נממש. • אפיון פרמטרי של תמרוני הטיסה. • יצירת "קבוצה פורשת" באמצעותה ניתן לבנות כל תמרון באופן גנרי. מימוש: • בוצע בסביבת עבודה של MATLAB

8. "הקבוצה הפורשת" • זוהי קבוצת תמרונים בסיסיים שבאמצעותם ניתן לבצע כל תמרון ע"י הרכבה כלשהי של איברי הקבוצה. הקבוצה הפורשת מכילה: • ישרה ואופקית. • LOOP. • פניה אופקית. • טיפוס / הנמכה.

9. State constraint & Model input כל תמרון בסיסי שמימשנו מאופיין בכמה פרמטרים המגדירים אותו: • ישרה ואופקית – גובה, מהירות וזוויות קבועות. • פנייה אופקית –גובה התחלתי וקצב פנייה. • הגבהה/הנמכה – גובה התחלתי, קצב הטיפוס/הנמכה. • LOOP – מהירות התחלתית וקצב ביצוע הלופ. Design of Higher Order Sliding Mode Control Laws for multy modal Agile Manuvering UCAV ( N.kemalUre & Gokhaninalhan)

10. State constraint & Model input נסכם את האפיון הפרמטרי של התמרונים בטבלה הבאה:

11. אופן פעולה כללי

12. אופן המימוש • בניית מודל פיסיקאלי שיתמוך בהרצת התמרונים. • מימוש תמרונים ב-MATLAB בהתאם לאפיון כל תמרון, ובהתאם למודל הפיסיקאלי. • בקרה על תמרוני המטוס.

13. הבקר בשינוי מצב טיסה: הבקר מאפשר מעבר חלק והגיוני בין תמרוני טיסה, ומאפשר התייצבות של המטוס על נתוני הטיסה הרצויים. הבקר תורם ליצירת תנועה אמיתית של המטוס בסימולטור.

14. סוגי בקרים אותם בדקנו • בקר PID MIMO- קיים צימוד גבוה בין משתני הבקרה למשתנים המבוקרים, כלומר: השפעות הדדיות. למשל: שינוי בזווית ההתקפה משפיע על הטיפוס בגובה ומשנה את המהירות. • בקר FUZZY LOGIC

15. בקר ה- Fuzzy Logic מדוע Fuzzy Logic? • פעולה דומה לטיסה אנושית • התאמה למערכת הפיסיקאלית • ביצועים טובים יותר ובלתי תלויים במודל • מימוש פשוט יותר

16. תכן הבקר

17. תכן הבקר Controller Simulator Model Flight State Inference Mechanism Fuzzification De - Fuzzification Rule Base feedback

18. הדגמות מסלולי טיסה ובקרה טיסה בי"א ואח"כ פניה שמאלה תו"כ הנמכה, ולאחר מכן התייצבות בי"א בזוויות נדרשות: בקר

19. הדגמות מסלולי טיסה ובקרה הבקר משיג התייצבות על הזוויות שדרשנו:

20. הדגמות מסלולי טיסה ובקרה י"א, מעבר לטיפוס ואח"כ התייצבות בי"א. בקר

21. הדגמות מסלולי טיסה ובקרה הבקר משיג התייצבות על הזווית והמהירות שדרשנו:

22. הדגמות מסלולי טיסה ובקרה תמרון מורכב: טיסה י"א, פנייה אופקית, לופ וחזרה לי"א. בקר

23. סיכום והמשך עבודה • עמידה במטרות שהוגדרו  מה הלאה? • ביצוע של תמרונים יחסיים למטרה, למשל: מספריים

24. ביבליוגרפיה Main Sources • Flight mechanics of high performance aircraft (Nguyen X. Vinh) • Design of Higher Order Sliding Mode Control Laws for multy modal Agile Manuvering UCAV ( N.kemalUre & Gokhaninalhan) Other Sources • Automatics Control of Aircraft & Missiles (Blackloke) • Aircraft Dynamic & automatic control (McRuer, Ashkenas & Graham) Air-to-Air Combat • Fighter combat – Tactics & Manuvers ( Robert L.shaw)

25. תודות מיוחדות • למנחה עידו כהן על העזרה בכל זמן, מקום, ושעה. • לצוות המעבדה לבקרה על התמיכה לאורך הפרויקט. תודה רבה!!!