Ein Integrierter Ansatz für ein Prädiktives Autopiloten- und Flugbereichssicherungssystem

Fachgebiet:

Flug- und Systemautomation

Jahr:

2012

Monat:

September

Art der Publikation:

Paper

Autoren:

Matthias Krings, F. Thielecke

Buchtitel:

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress (DLRK), Berlin 10. - 12. Sept. 2012

Die Schnittstelle zwischen den unteren Automatisierungsebenen der weitgehend optimierten Basisflugregelung und den oberen Automatisierungsebenen den stark reglementierten Flugmanagement- und Flugverkehrsabläufen stellt einen potentiellen Ansatzpunkt zur Optimierung heutiger Flugsteuerungssysteme dar. Der hier präsentierte, integrierte Ansatz für ein prädiktives Autopiloten- und Flugbereichssicherungssystem führt auf ein in systemkritischen Parametern begrenzten, optimalen Autopiloten, der auf der Ebene der Bahnführung Flugbereichssicherung ermöglicht ohne die Leistungsfähigkeit des Basissystems, bestehend aus Flugregelung und Flugzeug, einzuschränken. Das grundlegende Konzept und dessen Elemente, diskrete, modell-prädiktive Regelung, Dynamic Trim Verfahren und Outer Loop Constraints Ansatz, werden dargestellt und im Rahmen eines Anwendungsbeispiels für die longitudinale Bahnführung eines skalierten Flugversuchsträgers in Matlab/Simulink implementiert. Die Ergebnisse aus verschiedenen Simulationsläufen zeigen das Potential und die Leistungsfähigkeit des vorgeschlagenen Konzepts eines prädiktiven Autopiloten- und Flugbereichssicherungssystems, welches nicht nur Flugbereichsgrenzen sondern auch systeminterne Grenzen explizit in der Bahnführungsaufgabe berücksichtigt.