Towards an Energy Efficient Optimally Controlled Rotor

Abstract

I denne masteroppgaven undersøkes det om det er mulig å oppnå reduksjon i energiforbruket til en rotor gjennom avansert styring av pitch-vinklene til rotorbladene. Motivasjonen for å gjøre dette er muligheten for økt flytid på små, rotordrevne fartøy hvor rotorbladene kan anses som stive.

Oppgaven ble formulert som et optimaliseringsproblem hvor objektfunksjonen er energiforbruket til rotoren, og optimaliseringsvariablene er rotorhastighet og Fourier-koeffisientene brukt for parametrisering av bladenes pitchvinkler.

Resultatene er lovende og viser en reduksjon i energi på mellom 5% og 15%.

In this master's thesis it is investigated whether rotor power reductions can be attained through advanced, periodic, rotor blade pitch control. The motivation for doing this is to increase the flight times of small rotor-craft where the rotor blades may be considered rigid.

This challenge was formulated as an optimization problem where the objective function is the power consumption of the rotor, and the optimization variables are the rotor angular velocity and the coefficients in a Fourier-representation of the blade pitch angle.

It was found that the power consumption reduction varies between approximately 5% and 15%, which is promising.