Katedra leteckých elektrotechnických systémů


Přečteno: 1251

Vyzvané přednášky na MDS PSL 2010 
 

 
Integrovaná Modulární Avionika na palubách malých letadel – fikce nebo realita?
Ing. Pavel Pačes, České vysoké učení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická, Katedra měření.

Integrovaná modulární avionika se stává nedílnou součástí instalací avionického vybavení moderních vojenských letadel. Tento koncept je i přes problémy spojené s náročnější certifikací zaváděn i do oblasti civilního letectví na základě dostupnější a výkonnější elektroniky. Moderní elektronika proniká i do oblasti velmi malých a běžným lidem dostupných typů letadel. Tato prezentace se zaměřuje na definici jednotlivých bloků tvořících integrovanou modulární avioniku, kdy jednotlivé části a porovnání jsou uvozeny ilustračními příklady z praxe. Prezentace poukazuje na podobnost v současné době používaných elektronických systémů se systémy modulární avioniky, „smart“ senzorů a zobrazovačů.

 

Přijaté příspěvky MDS PSL 2010

 Články jsou zařazovány v pořadí, jak došly organizačnímu výboru. 

 

 
Navigation data denoising
Ing. Jan Roháč, Ph.D., České vysoké učení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická, Katedra měření.

A signal processing plays a crucial role in each field of engineering. In case of navigation, where there is very popular to use MEMS inertial sensors in low-cost applications, the adaptive signal processing, for instance Kalman filtering (KF), is a necessity to ensure even the basic functionality. Standard navigational data include the position, velocity, and attitude and are based on acceleration and angular rate measuring in 3D orthogonal frame. Measured quantities have to be preprocessed and denoised before the mechanization of navigational equations and KF take place. This denoising provides smaller data variance and increases the precision of estimated position, velocity, or attitude. This paper deals with differences in denoising procedures and presents results from real flight data evaluation and different filters applied. The flight data were affected by sensor noises and a strong aircraft vibration. An overview of applied methods and their results are presented.
 
Calibration of Tri-axial Angular Rate Sensors.
Ing. Martin Šipoš, České vysoké učení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická, Katedra měření.
Ing. Jan Roháč, Ph.D., České vysoké učení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická, Katedra měření.


The calibration of angular rate sensors is a complex task, mainly due to the crucial role of defining the reference during the calibration process. Low-cost angular rate sensors, such as MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems), cannot be used without calibration even in basic precision desired applications. The goal of calibration involves the estimation of the angular rate sensor deterministic error model that consists of the bias vector, matrix of scale factors, matrix of non-orthogonalities, and alignment matrix. In this paper there is proposed a calibration process that does not require either a precise rotational platform or a precise positioning or other reference. The algorithm of tri-axial angular rate sensor calibration is based on a special procedure of angular rate measuring under different setting conditions, Cholesky decomposition, and LU factorization in angle domain. This calibration algorithm was evaluated using two AHRS (Attitude Heading and Reference System) units 3DM-GX2 (Microstrain) and AHRS M3 (Innalabs). The calibration process and the deterministic sensor error analyses of angular rate sensors are presented.
 
Identifikace parametrů matematických modelů chování člověka
doc. Ing. Rudolf Jalovecký, CSc., Univerzita obrany, Brno, Fakulta vojenských technologií, Katedra leteckých elektrotechnických systémů.

Příspěvek shrnuje více jak tříleté pokusy sestavit náhradní matematický model člověka - pilota využitelný v modelech řízení letounu v prostoru. Všeobecně je tvorba ekvivalentního modelu člověka velmi komplikovaná, neboť vlastnosti člověka nejsou v čase stálé, ale mění se s okamžitou kondicí člověka. Při simulaci chování člověka lze tedy sestavit jen obecný, přibližný model člověka, přičemž předpokládáme výrazné zjednodušení jednotlivých prvků náhradního modelu v podobě zanedbání některých parametrů přenosové funkce. Článek ukazuje i na další možnosti jak podrobněji zkoumat chování člověka – pilota při určování vybraných parametrů přenosových funkcí.
 
Metodika měření vybraných parametrů vojenských radiostanic v pásmu 225-400 MHz
Ing. Petr Makula, Univerzita obrany, Brno, Fakulta vojenských technologií, Katedra leteckých elektrotechnických systémů.

Článek se zabývá problematikou ověřování vybraných parametrů přijímače a vysílače vojenských leteckých radiostanic pracujících v pásmu UKV 225-400 MHz. Obecně se ve vojenském letectví uplatňují radiostanice, které pracují kromě výše zmíněného pásma i v civilním pásmu VKV 117,975-136,975 MHz. Pro pásmo VKV existují předpisy a normy upravující metodiku ověřování parametrů radiostanic. V pásmu UKV není jednotná metodika zpracována a hodnoty parametrů se liší od hodnot platných v pásmu VKV. Článek analyzuje dostupné normy pro pásmo UKV, předkládá metodiku ověřování vybraných parametrů a výsledky experimentálních měření na leteckých radiostanicích používaných v AČR.
 
Systém sběru dat vojenského letounu založený na sběrnici CAN
Ing. Josef Bajer, Ing. Přemysl Janů, Univerzita obrany, Brno, Fakulta vojenských technologií, Katedra leteckých elektrotechnických systémů.

Článek je zaměřen na návrh architektury systému sběru dat založeného na datové sběrnici CAN (Controller Area Network) a jeho optimalizaci pro použití ve vojenském letounu. Systém je navržen jako modulární struktura primárně vyvinut pro sběr dat z jednotlivých podsystémů a jejich následné zpracování. Získaná data jsou dále poskytnuta přes rozhraní do integrovaného prostředí NEC (Network Enabled Capability). Původně automobilová sběrnice CAN rozšířená protokolem CANaerospace, protokolem zvláště vyvinutým pro letecké aplikace, je použita jako prostředek komunikace jednotlivých podsystémů. Použití tradiční komunikační sběrnice na vojenském letounu vyžaduje zvláštní řešení ve spoustě hledisek. Článek poukazuje na nějaká omezení vyvstávající z použití CAN datové sběrnice a podílí se na vzniku nové metody řízení komunikace. Navržená technologie je experimentálně ověřena a výsledky jsou uveřejněny v článku.
 
Interoperabilita OTS VŘ VzS do prostředí NEC
pplk. Ing. Jaroslav JEŘÁBEK, Ph.D., Ing. Milan VAŠEK, Ph.D., Univerzita obrany, Brno, Fakulta vojenských technologií, Katedra leteckých elektrotechnických systémů.

Článek shrnuje specifické úkoly a informační možnosti jednotlivých subsystémů Operačně taktického systému velení a řízení VzS (OTS VŘ VzS) z pohledu jejich interoperability do prostředí Network Enabled Capability (NEC). Aby bylo možné plnit záměr Strategie budování NEC v ozbrojených silách ČR v prostředí vzdušných sil je nutné rozkrýt úkoly a strukturu stávajících a plánovaných entit komunikačního informačního systému vzdušných sil (KIS VzS). Úkolem OTS VŘ VzS je zpřístupnit aktuální údaje o vzdušné situaci v reálném čase, údaje o stavu sil a prostředků, zbraňových systémů, jejich možnostech a dosažených výsledcích při bojové činnosti.
 
Využitelnost informací z KIS ZŘLP v prostředí NEC
pplk. Ing. Jaroslav JEŘÁBEK, Ph.D., Ing. Milan VAŠEK, Ph.D., Univerzita obrany, Brno, Fakulta vojenských technologií, Katedra leteckých elektrotechnických systémů.

V článku jsou uvedeny možnosti využití informací poskytovaných hlavními subsystémy Komplexního integrovaného systému zabezpečení řízení letového provozu AČR (KIS ZŘLP) pro operační použití v NEC. Řídící činnost subjektů velení a řízení je informačně komunikačním procesem, který musí být komplexně řešen. Uplatnění informací z KIS ZŘLP v prostředí NEC nezávisí ani tak na technickém řešení, jak na jejich systémovém a operačním využitím. Do integrovaného prostředí NEC je možné zahrnut jak zdroje informací (senzory), tak výstupy z informačních podsystémů. Důležitou roli z hlediska nabídky informací pro NEC může mít Letecký vizuální informační systém (LETVIS) a jeho podsystém LEDIS.
 
FBW koncept řízení – navrh systému, komponent a HIL simulátor
Ing. Jiří Doubrava, Aero Vodochody a.s. U Letiště 374, Odolená Voda.

Příspěvek shrnuje aktivity spojené grantovým projektem návrhu FBW systému řízení pro lehký proudový letoun. Článek popisuje navrženou architekturu a funkčnost FBW řídicího systému včetně požadavků na ověřovací zkoušky prováděné HIL simulací. Vyvíjený FBW řídicí systém se skládá z dvoukanálového řídicího počítače navazující na dvoukanálovou řídicí elektronickou jednotku elektrohydraulického výkonového servomechanismu s mechanickou redundantní vazbou, který byl vyvinut v rámci projektu. Navrhovaný řídicí letový počítač podporuje letové módy od autopilotních až po vybrání letu z nezvyklé polohy-recovery. Dále je popisována architektura SW a HW komponent ve vyvíjeném simulátoru a navazujícím hydraulickém zkušebním stendu. Vybavení simulátoru je založeno na rozšiřitelném periferním zařízení komunikační sběrnice CAN. Real Time simulace letových modelů je prováděna vestavěným Power PC s operačním systémem Linux. Prostředí Matlab Simulink je použito pro vývoj letových modelů, řídicích algoritmů, zobrazování dat a vyhodnocení. Dále je pro letové zobrazení letu použit letový simulátor Flight Gear. V závěru je prezentován příklad HIL simulace a provedena diskuse dosažených výsledků s podněty na další rozvoj.
 
Zpracování dat ze Simulinku pomocí FPGA
kpt. Ing. Martin Polášek, Ing. Jiří Němeček, CSc., Univerzita obrany, Brno, Fakulta vojenských technologií, Katedra leteckých elektrotechnických systémů.

Tento článek se zabývá zpracováním dat, generovaných v prostředí Matlab – Simulink, pomocí obvodu s programovatelnými hradlovými poli (FPGA) Spartan-3E. V prostředí Simulink je sestaven model detekce a měření parametrů pohybu objektu ve video sekvenci. Informace o poloze objektu jsou posílána na sériovou linku RS-232 v PC. Obvod FPGA je naprogramován tak, aby dokázal načíst tato sériová data, určit úhlovou rychlost pohybu a zda objekt představuje nebezpečí či nikoliv. Dále je tento obvod naprogramován tak, aby tyto informace zobrazil na LCD displeji.
 
Eliminace selhání způsobených lidským činitelem při návrhu a vývoji
Ing. Vladimír Michalík, MESIT přístroje spol. s r.o., Uherské Hradiště.

"29. záři 2006. Úplně nový, brazilský letoun Embraer Legacy 600 se srazil s protiletícím Boeingem 737. Malý letoun přistál, velký se zřítil do amazonského pralesa. Zahynulo všech 148 cestujících a 6 členů posádky Boeingu. Rozborem záznamů se mimo jiné ukázalo, že v Legacy byl vypnut automatický odpovídač. K vypnutí došlo nejspíše náhodou." Příspěvek se zabývá problematikou eliminace selhání způsobených lidským činitelem, zejména jeho interakce člověk stroj, při návrhu a vývoji leteckých přístrojů.
 
Spouštěcí automat a omezovač motorových parametrů SALM 601
Ing. Martin Moštěk, Ph.D., Ing. Petr Kuneta, MESIT přístroje spol. s r.o., Uherské Hradiště.

Práce pojednává o nově vyvinuté spouštěcí a omezovací jednotce SALM 601 pro letecké motory M601 firmy GE Aviation Czech. Konkrétně je popsána startovací sekvence přístroje a omezovač motorových parametrů s principem signalizace varování.
 
Inegrovaný systém měření výšky
Ing. Pavel Řezníček, doc. Ing. Karel Draxler, CSc., Ing. Pavel Pačes, České vysoké učení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická, Katedra měření.

V článku je popsán systém pro měření výšky modifikovanou barometrickou metodou s využitím diferenčního tlakového senzoru. Jedná se o stanovení diference výšky na základě měření diference barometrického tlaku vzduchu a teploty. Využití diferenčního senzoru tlaku umožňuje dosáhnout s levným senzorem přesnosti, která odpovídá požadavkům na měření výšky v letectví.
 
Pasivní radiolokátor pro sledování jednoho cíle
por. Ing. Martin Kaczur, MO, VZ 5847, Praha

Tato práce je zaměřena do oblasti pasivní radiolokace a její využití především v oblasti sledovacích radiolokátorů, které jsou ve světě hojně využívány. Práce se zabývá jak teoretickou tak i koncepčně realizační oblastí s provedením ověřovacích principiálních měření. Samotné sledování je prováděno vícesvazkovým anténním systémem vytvořeným Butlerovou maticí.
 
Osobní komunikační rozhraní VICM 209
Ing. Jaroslav Hovorka, MESIT přístroje spol. s r.o., Uherské Hradiště.

Dnešní vojenské operace jsou charakterizovány vysokým stupněm mobility nasazených jednotek a zároveň nutností velmi rychlého opuštění přepravního prostředku. Základním požadavkem však je, aby i při opuštění vozidla či vrtulníku zůstali členové týmu v radiovém spojení. Příspěvek pojednává o nově vyvinutém osobním komunikačním rozhraní VICM 209, které bylo vyvinuto s cílem maximálně usnadnit vojákovi sesednutí z přepravního prostředku a přitom mu zabezpečit spojení s celou řadou taktických komunikačních prostředků.
 
Analýza statického autopilota v podélné rovině
por. Ing. Jan Bořil, Univerzita obrany, Brno, Fakulta vojenských technologií, Katedra leteckých elektrotechnických systémů.

V práci jsou popsány matematické modely letounu v prostoru pro statický autopilot v analytickém vyjádření i ve stavovém popisu. Vycházelo se z podélného pohybu při aproximaci pomalým pohybem - stabilizací rychlosti pomocí výškového kormidla. Pro dané matematické odvození byly vytvořeny počítačové modely a prováděny variace koeficientů. Výsledkem práce jsou nejlépe nastavené hodnoty koeficientů zpětných vazeb statického autopilota.
 
Súčasný stav v oblasti vzdelávania leteckých odborníkov v študijnom odbore elektronika na Leteckej fakulte TUKE
doc. Ing. František Adamčík, CSc., Letecká fakulta Technickej univerzity v Košiciach

Letecká fakulta Technickej univerzity v Košiciach zabezpečuje vysokoškolskú prípravu študentov aj v študijnom odbore Elektronika vo všetkých troch stupňoch. V príspevku je prezentovaný súčasný stav v oblasti akreditácie a obsahovej stránky zodpovedajúcich študijných programov, po piatich rokoch existencie fakulty.
 
Determination of Euler Angles
Ing. Miloš SOTÁK, Ph.D., Ing. František KMEC, Ph.D. Armed Forces Academy, Liptovský Mikuláš and Faculty of Aeronautics, TU Košice, Košice

The goal of the paper is to describe determination of the Euler angles of the vehicle as a body frame with respect to the navigation frame as a referenced frame. The Euler angles are represented by the roll, pitch and yaw angles. The test has been conducted using the INS/GNSS development kit.

Rychlé odkazy


Aktuality

katedra