Active flutter suppression using the receptance method

The aim of this thesis is to apply the receptance method on a aeroelastic system and investigate how this pole placement control method affects the behavior of the system in relation to the flutter speed. Two different models have been adopted, one rigid and one flexible, and the poles have been placed changing the real or the imaginary part. The control methodology has been applied to different air speeds to find the best strategy to increment the flutter speed of the controlled system.

Il controllo attivo di un sistema aeroelastico è estremamente importante in quanto permette di manipolare instabilità dinamiche, come il flutter, ed estendere per un ampio range di velocità condizioni di volo stabili. In questo report il controllo è stato applicato a due modelli aeroelastici con lo scopo di aumentare la velocità di flutter del sistema. Per ottenere questo risultato è stato utilizzato un metodo di posizionamento di poli basato completamente sulle funzioni di trasferimento misurate sperimentalmente chiamato receptance method. Questo approccio presenta numerosi vantaggi rispetto ad altre forme di controllo che come il receptance method richiedono una formulazione agli stati del problema. Questo metodo, basandosi infatti su funzioni di trasferimento ottenute sperimentalmente attraverso attuatori e sensori, non richiede la stima delle matrici strutturali del sistema (massa, rigidezza e smorzamento) e non richiede un'approssimazione della matrice dei coefficienti aerodinamici. Inoltre permette di applicare il controllo senza l'obbligo di conoscere tutti gli stati del sistema e quindi non necessita l'implementazione di un osservatore per la loro ricostruzione. Nello studio effettuato il lavoro è stato concentrato nell'utilizzo di una legge di controllo proporzionale alla velocità e allo spostamento degli stati disponibili applicando un controllo di retroazione agli stati, in questo modo le equazioni per calcolare i guadagni del controllore si riducono alla risoluzione di un sistema lineare. L'obbiettivo di questo lavoro è quello di ottenere un sistema in anello chiuso con prestazioni migliori applicando questo metodo di controllo, e indagare come l'assegnazione dei poli a un sistema aeroelstico influisca sul suo comportamento al variare della velocità di volo. Per ottenere questo risultato sono stati utilizzati due modelli d'ala, uno rigido e uno elastico, e sono state effettuate varie prove assegnando poli a bassa frequenza, comparando i risultati e controllando il valore dei guadagni ricavati.