Ableiten der Übertragungsfunktion einer einzelnen Flügelebene Aka-Übertragungsfunktionsschätzung durch Punktmenge

Ich versuche, ein Flugzeug über eine Rolle mit einem PID-Regler zu steuern.

Ich hatte ein Problem beim Finden der Übertragungsfunktion und habe daher die folgende Methode verwendet: -

Befestigen Sie das Flugzeug in einem Lufttunnel

Wechseln Sie den Motor, der die Rolle steuert, in festen Schritten und überprüfen Sie die Rolle

daher werde ich eine Tabelle mit Roll- / Motorgrad haben

Als nächstes wird die nichtlineare Funktion unter Verwendung von Wolfram Alpha oder eines neuronalen Approximationsnetzwerks abgeleitet.

Ist das eine korrekte Methode oder sollte ich eine andere Methode ausprobieren?

Sie haben Recht, dass Messen und Modellieren der richtige Weg ist, um dies zu erreichen.

Damit Ihre PID ordnungsgemäß funktioniert, müssen Sie in der Lage sein, eine etwas lineare Umwandlung des Fehlers (gewünschte Rolle gegenüber der tatsächlichen Rolle) in eine Korrekturkraft (in diesem Fall bereitgestellt durch die Steuerflächen - den Querruderwinkel , der von der Luftgeschwindigkeit beeinflusst wird) durchzuführen und andere Faktoren).

Das $k_d$ Die Laufzeit Ihrer PID sollte die Trägheit des Flugzeugs beim Hin- und Herrollen berücksichtigen. Machen Sie sich also bei Ihren Messungen keine Sorgen darüber.

Was Sie in Ihren Windkanaltests messen sollten , ist das Drehmoment auf der Längsachse des Flugzeugs als Reaktion auf die Fluggeschwindigkeit (sowohl in der X- als auch in der Y-Achse, wenn Sie dafür Sensoren an Bord haben) und den Querruderwinkel. Das liefert Daten zu der folgenden Beziehung:

Sie werden die Umkehrung dieser Funktionsannäherung approximieren $\theta_{\text{aileron}}$ gegeben $\tau_{desired}$. Ob Sie dies mit einem neuronalen Netzwerk, Wolfram Alpha, multivariater Regression oder guten physikalischen Kenntnissen tun, liegt bei Ihnen. Am Ende möchten Sie eine Modellierungsfunktion in folgender Form erstellen:

Die PID gibt Ihnen $\tau_{desired}$und Ihre Sensoren geben Ihnen die anderen Faktoren, die Sie für diese Funktion verwenden können.

Ich bin kein Experte für Aerodynamik, aber ich denke, Sie verwenden eine Art Querruder, um die richtige Rolle zu bekommen.
Ihr Sollwert ist also die Rolle (in Grad oder ähnlichem) und Ihre Eingabe ist die Motorposition (auch in Grad).
Bei Ihrer Methode ging es nur darum, die Verstärkung im offenen Regelkreis zu messen.
Dies hilft Ihnen beim Entwerfen der PID nicht.

Jetzt haben Sie eine Nachschlagetabelle mit vielen verschiedenen Werten. Sie können einfach Ihre Motorposition für Ihre Zielrolle nachschlagen, ABER Sie können die Rolle nicht steuern, daher müssen Sie die vollständige Schrittantwort messen.

Wenn Sie Ihren Motor auf eine bestimmte Position einstellen, rollt das Ziel nicht sofort. Das Flugzeug rollt eine Zeit lang weiter. Dieser Zeitraum mag kurz sein, ist aber messbar und Sie sind (als Steuerungsdesigner) daran interessiert zu sehen, wie das System in diesem dynamischen Zustand reagiert.

Sie sollten Ihre Methode ändern!
Eine mögliche Lösung (es gibt andere) besteht darin, das System mit der Schrittantwort zu identifizieren. Sie müssen nur Ihre Rolle in Grad als Funktion der Zeit messen, wenn Sie Ihren Motor von 0 auf eine bestimmte Position drehen. Dann können Sie mit Mathematica oder Matlab weitermachen