Rechnergestützter Entwurf eingebetteter Echtzeitsysteme für unbemannte Luftfahrzeuge

Allgemeines

Am Beispiel eines unbemannten Luftfahrzeugs wird ein eingebettetes Echtzeitsystem entworfen und diskutiert. Dabei erfolgt der Entwurf modellbasiert. D.h. jeder Entwurfsschritt mündet in einem mathematischen Modell , dass die jeweils relevanten Eigenschaften des Systems beschreibt. Auf der Grundlage dieser Modelle werden dann die Komponenten des eingebetteten Systems entworfen und ausgelegt.

Inhalt

• Aerodynamik von Luftfahrzeugen (Modellerstellung)
• Sensoren und  Aktoren
• Fluglageregelung
• Flugführung und Navigation
• Bordcomputer
• Testen und Messen zur Validierung der Modelle

Lernziele

Die Studenten lernen die Grundbegriffe der Aerodynamik kennen. Sie können ein geometrisches Modell eines Luftfahrzeugs aufstellen und rechnergestützt die aerodynamischen Parameter bestimmen. Sie sind in der Lage das Flugverhalten des Luftfahrzeugsr zu simulieren und geeignete Regelverfahren auszuwählen, zu entwerfen und auszulegen. Sie kennen die wichtigsten Flugmanöver und können diese in einer Flugsteuerung programmieren. Sie sind in der Lage eine geeignete Rechenplattform auszuwählen und dessen Echtzeitfähigkeit nachzuweisen. Im Rahmen von Testflügen können die Studenten das vorhergesagte Verhalten des Luftfahrzeugs experimentel validieren.

Leistungsnachweise und Prüfung

Die Vergabe der Leistungspunkte erfolgt aufgrund des Bestehens einer - abhängig von der Teilnehmerzahl - schriftlichen oder mündlichen Prüfung. Alternative Prüfungsformen sind möglich. Die Anmeldung zu dieser Prüfung setzt einen Leistungsnachweis voraus. Die genauen Modalitäten werden zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben.

Literatur

Richard S. Shevell. Fundamentals of Flight. Pearson Education (US); 2. Edition (3. August 1988)

Hermann Schlichting, ErichTruckenbrodt. Aerodynamik des Flugzeuges: Erster Band: Grundlagen aus der Strömungstechnik Aerodynamik des Tragflügels (Teil I). Springer; 3. Aufl. 2001 Edition (27. November 2000).

Hermann Schlichting, ErichTruckenbrodt. Aerodynamik des Flugzeuges: Zweiter Band: Aerodynamik des Tragflügels (Teil II), des Rumpfes, der Flügel-Rumpf-Anordnung und der Leitwerke. Springer; 3. Aufl. 2001 Edition (27. November 2000).

Rudolf Brockhaus et al.. Flugregelung. Springer; 3., neu bearb. Aufl. 2011 Edition (22. August 2011).

Heinz Wörn, Uwe Brinkschulte. Echtzeitsysteme: Grundlagen, Funktionsweisen, Anwendungen. Springer; 2005. Edition (4. April 2005).

Stormy Attaway. MATLAB: A Practical Introduction to Programming and Problem Solving. Butterworth-Heinemann; 5. Edition (6. September 2018).