Spezialisierungsfach Flugführung und Systemtechnik
Spezialisierungsfach Flugführung und Systemtechnik
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<strong>Spezialisierungsfach</strong><br />
<strong>Flugführung</strong> <strong>und</strong> <strong>Systemtechnik</strong><br />
Institut für Flugmechanik <strong>und</strong> Flugregelung<br />
Prof. Walter Fichter<br />
Institut für Luftfahrtsysteme<br />
Prof. Reinhard Reichel<br />
www.ifr.uni-stuttgart.de<br />
1
Institute, iFR <strong>und</strong> ILS<br />
‣ Institut für Flugmechanik <strong>und</strong> Flugregelung (iFR)<br />
• Modelle<br />
• Lenkung<br />
• Regelung<br />
‣ Institut für Luftfahrtsysteme (ILS)<br />
• Gesamtsystem Luftfahrzeug<br />
• komplexe Systeme<br />
• Sicherheit <strong>und</strong> Zuverlässigkeit<br />
www.ifr.uni-stuttgart.de<br />
2
Spezialisierung iFR - ILS<br />
iFR<br />
ILS<br />
I/O-Module<br />
App. App.<br />
E F<br />
SysMa<br />
PlaMa<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
net CPU<br />
Computing-<br />
Module<br />
App. App.<br />
C D<br />
SysMa<br />
PlaMa<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
Computing-<br />
Module<br />
App. App.<br />
A B<br />
sensors,<br />
SysMa<br />
PlaMa<br />
actuators<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
I/O<br />
network<br />
net CPU<br />
net CPU<br />
I/O-Module<br />
App. App.<br />
E F<br />
SysMa<br />
PlaMa<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
net CPU<br />
sensors,<br />
actuators<br />
I/O<br />
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3
Avionik-Architekturen<br />
federated<br />
avionics<br />
architecture<br />
sensors,<br />
actuators<br />
Module A Module B Module C Module D<br />
App.<br />
A<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
I/O CPU<br />
sensors,<br />
actuators<br />
App.<br />
B<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
I/O CPU<br />
sensors,<br />
actuators<br />
App.<br />
C<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
I/O CPU<br />
sensors,<br />
actuators<br />
App.<br />
D<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
I/O CPU<br />
integrated<br />
avionics<br />
architecture<br />
I/O-Module<br />
App.<br />
E<br />
App.<br />
F<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
net CPU<br />
sensors,<br />
actuators<br />
I/O<br />
network<br />
Computing-<br />
Module<br />
App.<br />
A<br />
App.<br />
B<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
net CPU<br />
Computing-<br />
Module<br />
App.<br />
C<br />
App.<br />
D<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
net CPU<br />
I/O-Module<br />
App.<br />
G<br />
App.<br />
H<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
net CPU<br />
sensors,<br />
actuators<br />
I/O<br />
API<br />
advanced<br />
integrated<br />
avionics<br />
architecture<br />
I/O-Module<br />
App. App.<br />
E F<br />
SysMa<br />
PlaMa<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
net CPU<br />
sensors,<br />
actuators<br />
I/O<br />
network<br />
Computing-<br />
Module<br />
App. App.<br />
C D<br />
SysMa<br />
PlaMa<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
Computing-<br />
Module<br />
App. App.<br />
A B<br />
SysMa<br />
PlaMa<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
net CPU<br />
net CPU<br />
I/O-Module<br />
App. App.<br />
E F<br />
SysMa<br />
PlaMa<br />
RT-OS<br />
Driver<br />
net CPU<br />
sensors,<br />
actuators<br />
I/O<br />
API<br />
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4
Systeme im Flugzeug<br />
Elektrische<br />
Energieversorgung<br />
Elektrische<br />
Energieversorgung<br />
FCC<br />
Flight<br />
Control<br />
Computer<br />
Aktuatoren<br />
Sensoren<br />
Sensoren<br />
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5
Einige ILS Einrichtungen<br />
• Flugzeug(e)<br />
• Testrigs<br />
• Simulatoren<br />
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6
Forschung am ILS – Überblick<br />
Technologie „Flexible Plattform“<br />
• Systemfunktionen (Laws) arbeiten in einer virtuellen, nicht verteilten Umgebung<br />
• Plattforminstanz entsteht durch Spezialisierung einer Plattform<br />
Technologie „Adaptive Plattform“<br />
• Systemfunktionen (Laws) arbeiten in einer virtuellen, nicht verteilten Umgebung<br />
• Plattforminstanz entsteht durch Autoinstanzierung (Plug&Play)<br />
• Auto-Adaptionsprozess<br />
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7
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8
Forschung am iFR – Überblick<br />
Research Methods Application Partner<br />
1 Active Rotors Periodic systems Helicopters Eurocopter<br />
2 Autonomous Flight Nonlinear motion<br />
planning and<br />
filtering,<br />
fault detection<br />
Unmanned aerial<br />
vehicles,<br />
space robotics<br />
MBDA ,<br />
Atlas<br />
Elektronik<br />
3 Flight Control Adaptive control General aviation Rheinmetall<br />
4 Precision Pointing &<br />
Inertial Sensing<br />
Stochastic<br />
systems<br />
Satellites, inertial<br />
instruments<br />
Astrium<br />
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9
Unbemannte Fluggeräte<br />
‣ Missionen<br />
• Nutzlastsuche (Kiruna)<br />
• 2.5D Surveys<br />
• Meteorologie<br />
‣ Forschung<br />
• Bahnplanung mit Constraints<br />
• Fehlerdetektion <strong>und</strong><br />
Lokalisierung<br />
• (L1-) Adaptive Regelung<br />
• Kamera-gestützte Navigation<br />
‣ System<br />
• Prozessor, FPGA, Sensoren<br />
(GPS, Mag, Druck, IMU,<br />
Kamera), Kommunikation<br />
• Bodenstation<br />
• Testbench<br />
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10
Aktive Rotoren (1)<br />
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11
Active Rotoren (2)<br />
Regelungsaufgaben<br />
• Vibrationsreduktion<br />
• Spurlaufeinstellung<br />
• Dämpfung/Stabilität<br />
• Lärmreduktion<br />
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12
Lehrveranstaltungen (1)<br />
Lehrveranstaltung Umfang<br />
1 Flugregelungssysteme 6LP<br />
a. Flugregelung<br />
b. Systementwurf II<br />
2 Schätzverfahren <strong>und</strong><br />
Flugmesstechnik<br />
a. Schätzverfahren<br />
b. Flugmesstechnik<br />
6 LP<br />
13
Lehrveranstaltungen (2)<br />
Lehrveranstaltung<br />
Umfang<br />
3 Nichtlineare Optimierung 3 LP<br />
4 Optimalsteuerung für Luft<strong>und</strong><br />
Raumfahrzeuge<br />
5 Flugmechanik <strong>und</strong><br />
Flugregelung der<br />
Hubschrauber<br />
3 LP<br />
3 LP<br />
6 Lenkverfahren 3 LP<br />
7 Satellitennavigation 3 LP<br />
14
Lehrveranstaltungen (3)<br />
Lehrveranstaltung<br />
Umfang<br />
8 Systementwurf III 3 LP<br />
9 Integrierte modulare<br />
Avionik<br />
10 Komplexe Luftfahrtsysteme<br />
/ Einführung<br />
11 Komplexe Luftfahrtsysteme<br />
/ Gr<strong>und</strong>lagen<br />
3 LP<br />
3 LP<br />
3 LP<br />
15
Lehrveranstaltungen (4)<br />
Lehrveranstaltung<br />
12 Entwicklungsprozess von<br />
Luftfahrtsystemen<br />
13 Sicherheitsanalyse von<br />
Luftfahrtsystemen<br />
14 Angewandte<br />
Luftfahrtsysteme I<br />
15 Angewandte<br />
Luftfahrtsysteme II<br />
16 Auto-Flight <strong>und</strong> Air Traffic<br />
Management<br />
Umfang<br />
3 LP<br />
3 LP<br />
3 LP<br />
3 LP<br />
3 LP<br />
16
Kontakt<br />
‣ Spezialisierung <strong>Flugführung</strong> <strong>und</strong> <strong>Systemtechnik</strong><br />
• Wird von zwei Instituten durchgeführt<br />
– Institut für Flugmechanik <strong>und</strong> Flugregelung (iFR)<br />
– Institut für Luftfahrtsysteme (ILS)<br />
• Beginn: Sommersemester 2013<br />
• Ansprechpartner für Fragen<br />
– iFR: Dr. Werner Grimm 66674<br />
– ILS: Dipl.-Ing. Matthias Lehmann 62964<br />
www.ifr.uni-stuttgart.de<br />
17
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