Modellbasierte Entwicklung von Flugführungsalgorithmen für unbemannte Hubschrauber

Im Rahmen des Forschungsprojekts AURAIS des Ludwig Bölkow Campus, welches durch das Wirtschaftsministerium Bayern gefördert wird, werden u.a. unterschiedliche Flugführungsalgorithmen für unbemannte Hubschrauber entwickelt, die je nach Betriebsart aktiviert werden. Neben dem agilen Flug (Betriebsart I) werden zwei weitere Betriebsarten unterschieden, die zum einen die Verfolgung eines virtuellen Wegpunktes (Betriebsart II) und zum anderen das Abfliegen einer vorgegebenen Spline-basierten Flugbahn (Betriebsart III) erlauben.

Der Wechsel der Betriebsart, welcher durch die Kommandierung des Piloten ausgelöst wird, muss einen in der Dynamik des Fluggerätes stetigen Übergang gewährleisten. Dadurch wird das Auftreten von abrupten Manövern, die die Struktur des Fluggerätes zu stark belasten, verhindert. Konzeptionelle Fehler können während der Entwicklung der Flugführungsalgorithmen frühzeitig erkannt und beseitigt werden.

Hierzu wird die Flugführung mit dem geregelten Flugmodell und der Schnittstellenapplikationen (Fernsteuerung und Visualisierung) unter Echtzeitbedingungen im Verbund getestet. Durch das Aufschalten von Störgrößen, wie Wind und Turbulenz, und den Einsatz von „3D Virtual- & Augmented-Reality“ Techniken können die Algorithmen in einem hoch realistischen Szenario und vorab der realen Flüge getestet werden.

Im Rahmen des Vortrags wird auf die Entwicklung der Flugführungsalgorithmik in MATLAB^® und Simulink^® und den Aufbau des Verbunds Flugführung, Flugregelung (Control System Toolbox™), Regelstrecke (Symbolic Math Toolbox™) sowie die Schnittstellen eingegangen. Videos (X-PLANE, Unity und OSG) von Testflügen am B+R Echtzeitrechner (B+R Automation Studio, MATLAB^® und Simulink Coder™) runden den Vortrag ab.