Systémy řízení letu

Garant předmětu:

Martin Hromčík

Přednášející:

Martin Hromčík

Cvičící:

Martin Hromčík

Předmět zajišťuje:

katedra řídicí techniky

Anotace:

Předmět se zabývá problematikou návrhu algoritmů řízení pro autopiloty a navazující automatizované letadlové řídicí systémy (udržování letové hladiny, kurzu, přistávací manévr apod.). Při návrhu a simulacích budeme vycházet z reálných modelů našich i zahraničních existujících letadel, podrobné informace se dozvíte o řídicím a informačním systému evropských Airbusů. Vedle klasických metod (ZPK, frekvenční metody) a postupného uzavírání jednotlivých zpětnovazebních smyček se naučíme využívat i modernější mnoharozměrové regulátory pro zaručení optimality či robustnosti výsledného řídicího systému, což klasický návrh nemůže nikdy zcela postihnout. Závěrečné přednášky a cvičení jsou věnovány algoritmům plánování trajektorie a antikolizním systémům.

Požadavky:

Základy systémů, signálů a řízení.

Osnova přednášek:

1. Systémy řízení letu, jejich struktura a členění. Přehled senzorů pro určení polohy a orientace. Servomechanismy.

2. Dynamické vlastnosti letadla, působící síly a momenty předpoklady pro odvození modelu. Nelineární modely, rovnice silové, momentové a kinematické.

3. Linearizace modelů, možnosti separace rovnic.

4. Stabilizace polohových úhlů letadla, koordinovaná zatáčka, autopiloty, jejich struktura, požadavky, vlastnosti.

5. Obvody pro zvýšení stability a řiditelnosti (SAS, CAS), požadavky, obvody pro různé režimy letu.

6. Vedení letadla po trati s využitím dat ze systémů VOR a GPS.

7. Konečné přiblížení letadla před přistáním, jeho etapy a zvláštnosti jejich řízení.

8. Aplikace LQ a LQG regulace pro vybrané úlohy řízení letadla.

9. Robustní H-infinity autopiloty.

10. Aktivní potlačení vibrací, modální model, spillover.

11. Plánování letu - optimální trajektorie, bezletové zóny.

12. Plánování letu - modifikace trajektorie v průběhu letu, interakce s řízením letového provozu.

13. Systémy a metody pro řešení kolizních situací mezi letouny.

14. Modelování a simulace letecké dopravy.

Osnova cvičení:

Cvičení předmětu jsou věnována návrhovým a simulačním příkladům a případovým studiím a práci na semestrálních úlohách. V rámci kurzu jsou zadány dvě rozsáhlejší semestrální práce - návrh a validace systému řízení pro střední dopravní letoun a návrh a simulace nelineárnímu systému pro stabilizaci satelitu kolem jedné osy.

Cíle studia:

Návrh a validace algoritmů řízení pro autopiloty a navazující automatizované letadlové řídicí systémy (udržování letové hladiny, kurzu, přistávací manévr apod.).

Studijní materiály:

Nelson, Flight stability and automatic control, Springer, 2003, ISBN: 978-0070462731.

Stevens, Lewis, Aircraft simulation and control. Wiley, 2003, ISBN: 978-0471371458.

Poznámka:

Stránky předmětu:https://moodle.dce.fel.cvut.cz/course/view.php?id=46

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B9M35SRL

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Letectví a kosmonautika - obor Avionika (povinný předmět oboru)