Výpočetní avionika

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra počítačů

Anotace:

Výpočetní avionika se zaměřuje na nejnovější koncept používaný pro vývoj a konstrukci letecké elektroniky (avioniky), který je založen na softwarových jednotkách namísto distribuovaných hardwarových systémů. V předmětu budou diskutovány požadavky na přesnost, spolehlivost a funkčnost elektronických systémů a jejich chování v případě selhání. Studenti se seznámí s podrobnostmi týkajícími se požadavků bezpečnostních kritických multi-senzorových systémů, metodami zpracování dat v přeurčených systémech, algoritmy detekce poruch, metody přepínání primárního / sekundárního řídicího systému v paralelních architekturách, technologií datových sběrnic a metody zkoušení / certifikace avioniky. Budou studovány hlavní problémy související s navigačními, naváděcími a řídicími systémy včetně jednotlivých subsystémů: kinematika leteckých prostředků, navigační a navigační systémy, snímače (inerciální senzory, magnetometry, letecké datové systémy, satelitní přijímače) a algoritmy datové fúze. .

Požadavky:

Nebát se programování a algoritmizace. Základní znalost C a Matlabu je výhodou.

Osnova přednášek:

1. Avionika - vývoj, standardizace, architektury a aplikace.

2. Koncepce požadavků na PBN navigaci, vybavení snímačů a přesnosti měření.

3. Statistické zpracování dat, redundantní systémy, filtry. Senzory pro inerciální navigační systémy.

4. Koncepce izolace detekce poruch a zotavení (FDIR) v paralelních redundantních systémech. Návrh a vývoj systému elektroniky a řízení pro letecké motory (FADEC).

5. Integrované senzorové systémy, způsoby integrace a sdílení dat. Modelování senzorových systémů a jejich použití pro zjišťování stavu a chyb (FDIR).

6. Techniky odhadu polohy. Vztažné a referenční systémy a inerciální navigační systémy.

7. Navigační algoritmy v lokálních, omezených a světových referenčních rámcích.

8. Filtrování a algoritmy fúze dat - příklady, vyhodnocení výstupů senzorů.

9. Navigační algoritmy a algoritmy plánování letu. Umělá inteligence v letectví.

10. Software a jeho architektury, návrh avionických systémů - požadavky, analýza výkonu, spolehlivost a bezpečnost. Letová způsobilost a životní cyklus.

11. Architektura datových sběrnic letadel

12. Průmyslové sběrnice v letecké dopravě - CAN, CAN aerospace. Vysokorychlostní a bezpečná datová spojení - SpaceWire, TTP, FlexRay, IEEE-1394.

13. Certifikační proces v návrhu leteckých systémů - požadavky, analýza, spolehlivost a bezpečnost. Souvislosti mezi organizacemi ICAO, EASA, legislativou v oblasti leteckého práva na vnitrostátní úrovni. Požadavky na technické standardní objednávky (TSO) a očekávané výsledky v certifikaci SW podle DO-178 a HW certifikace podle DO-160. Příklady.

14. Kybernetická bezpečnost, přístup k datům, bezpečnost ve vzdušných systémech a sdílení údajů o řízení letového provozu.

Osnova cvičení:

Simulátory a simulační technik avhodná pro realizaci sem. práce. Rozhraní simulátoru.

Algoritmy a jejich implementace v Matlabu.

Algoritmizace v C.

Modelování letových parametrů a vyhodnocení pravděpodobnosti chyb porovnáním měřených a modelovaných hodnot.

Představení plánovacích algoritmů.

Semestrální práce a její vyhodnocení.

Cíle studia:

Cílem předmětu je představit koncepty, které v budoucnu povedou k zavedení umělé inteligence do letecké elektroniky.

Studijní materiály:

Povinná:

Cary R. Spitzer: The Avionics Handbook (Electrical Engineering Handbook), CRC Press, 2007, ISBN: 978-0-84938-348-9.

Doporučená:

Jitendra R. Raol: Multi-Sensor Data Fusion, CRC Press, 2009, ISBN 9781439800034

Erik Blasch, DRDC Valcartier, Eloi Bosse, DRDC Valcartier, Dale Lambert High-Level Information Fusion Management and Systems Design, Artech House, 2012 ISBN: 978-1-60807-151-7.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Doktorské studium, prezenční forma (povinně volitelný předmět)
• Doktorské studium, kombinovaná forma (povinně volitelný předmět)