Palubní řídicí a informační systémy

Atributy předmětu
Kód předmětu: 
A3M38PRS
Název: 
Palubní řídicí a informační systémy
Garant: 
Draxler K.
Vyučující: 
Šipoš M.
Kredity: 
5
Rozsah: 
2+2
Semestr: 
L
Zakončení: 
Z,ZK
Typ: 
A
Etapa: 
M
Role: 
PO

 

 

PRS - Palubní rídicí a informacní systémy

Vítejte na stránce predmetu PRS - Palubní rídící a informacní systémy. Na této stránce najdete základní informace nutné pro úspešné absolvování tohoto predmetu. Predmet je zajištován skupinou Leteckých rídicích a informacních systému, která patrí pod Katedru merení (K13138), Fakulta elektrotechnická, Ceské vysoké ucení technického v Praze.


 

Predmet

Cílová skupina: Cílovou skupinou jsou studenti, kterí se chtejí dozvedet více o v soucasné dobe používaných palubních systémech malých (UL), vetších (VLA), ješte vetších (GA) a o malicko vetších strojích (CS23), které létají v zemské atmosfére. Dále jsme pripravili základní informace o palubních vybavení vesmírných prostredku. Velký duraz je kladen na zobrazovací prístroje a obecne na interakci avionického vybavení a posádky.

Koncept: Predmet je složený z prednášek na kterých student získá informace, které následne použije ve cviceních. Cvicení jsou rozdelena do trí bloku. V prvním bloku se studenti seznámí s vývojovým vybavením používaným pro simulaci embedded systému s LCD zobrazovacem, který si mohou odnést domu. Úkolem je realizovat nekterý ze zobrazovacích systému používaných na palubách letadel. Dalším blokem je soubor mericích úloh, které demonstrují merení která jsou v prumyslu nutná pro úspešnou certifikaci nového prístroje. Predmet koncí pripojením studenty vyvinutých prístroju k leteckému simulátoru a jeho vedení po trati.

Informace o predmetu, osnovy: studijní plány.

Kontakty:

  • Pavel Paces: pacesp (a) feld.cvut.cz
  • Karel Draxler: draxler (a) feld.cvut.cz

Literatura:

  1. Internet
  2. Draxler, Karel.: Prístrojové systémy letadel I. CVUT FEL, Praha 2003, ISBN 80-01-02688-4.
  3. Draxler, Karel.: Prístrojové systémy letadel II. CVUT FEL, Praha 2002, ISBN 80-01-02484-9.
  4. Lewis, Stevens.: Aircraft control and simulation. Willey New York, 1992.
  5. McRuer, Ashkenas, Graham.: Aircraf dynamics and automatic control. Princeton University Press Princeton, 1990
  6. Nelson, R., C.: Flight Stability and Automatic Control, McGraw-Hill, 1989, 1998 ISBN: 0-07-046273
  7. CanAerospace protocol, http://www.canaerospace.net/
  8. MS Development Network, http://msdn.microsoft.com/
  9. Simulace chování leteckých prístroju : http://www.luizmonteiro.com/
  10. Vedecká Skupina zajištující výuku: http://measure.feld.cvut.cz/groups/LIS/predmety.php?predmet=13
  11. Osnovy: www.feld.cvut.cz/education/bk/predmety/01/58/p15886.html

Doplnková literatura:

  1. Palubní desky Space Shuttle:
    http://www.nasa.gov/centers/langley/news/releases/2000/GCTHUMBNAILS.html
    http://spaceflight.nasa.gov/shuttle/reference/shutref/orbiter/avionics/dds/hsi.html
  2. Space Shuttle avionics
    http://spaceflight1.nasa.gov/shuttle/reference/shutref/orbiter/avionics/

Veškeré materiály související s predmetem jsou k dispozici zde .


 

Prednášky

Prednášky budou probíhat v místnosti 346 v Dejvicích. Umístení místnosti 346 naleznete zde.

Prednášky a prednáškové materiály:

 1) Analogové a digitální palubní informacní systémy a jejich hierarchické struktury
 2) Principy a systémy pro zajištení spolehlivosti rídicích a informacních systému a subsystému
 3) Metody a prostredky pro programování avionických systému
 4) Certifikace avionických systému a jejich programového vybavení
 5) Prostredky monitorování letadlových systému
 6) Zpusoby rízení leteckých motoru (FADEC, EEC atd.)
 7) Metody a prostredky provozní a havarijní diagnostiky a jejich vývoj
 8) Palubní zapisovace a jejich záznamová média, zpracování a ukládání letových údaju
 9) Primární a sekundární displeje, jejich napojení na letové, navigacní a radiolokacní systémy, multifunkcní systémy EFIS, ECAM, EICAS, systémy nebezpecného priblížení k zemi (GPWS)
10) Inerciální navigacní systémy - rozdelení, princip, senzory
11) Zaclenení systému inerciální navigace do rídicích struktur letadla
12) Systémy bezpilotních prostredku a malých (sportovních) letadel
13) Systémy výcviku posádek letounu, letadlové trenažéry a simulátory
14) Budoucnost leteckých systému

Exkurze: CLS, Aviation Service, CSA (simulátory), Vodochody, ...


 

Cvicení

Laboratorní cvicení budou probíhat v místnosti 051 v Dejvicích. Umístení místnosti 051 naleznete zde. Každý student bude mít vlastní namerené hodnoty a v sešite bude mít vyneseny duležité informace. Tj. graf, vypocítanou konstantu, atd.

Barevné kódování jednotlivých bloku cvicení

  Úvod do používaného SW vybavení pro rešení individuální cásti predmetu.
 Kontrolní den
 Laboratorní merení
 Exkurze a rešení individuální cásti predmetu.

Cvicení a související informace

 1) Úvod, nápln cvicení, zadání individuální domácí práce.
 2) Seznámení s vývojovými prostredky pro rešení projektu.
 3) Rešení domácí úlohy  - ujasnování nejasností.
 4) Prezentace první cásti individuální práce.
 5) Merení v laboratori LIS - soubor úloh - konzultace - Merení s AHRS jednotkou.
 6) Merení v laboratori LIS - soubor úloh - konzultace - Gyromagnetický kompas.
 7) Merení v laboratori LIS - soubor úloh - konzultace - Aerometrické prístroje.
 8) Merení v laboratori LIS - soubor úloh - konzultace - Systém pro merení vibrací.
 9) Merení v laboratori LIS - soubor úloh - konzultace - Stabilizace malého satelitu.
10) Konzultace rešení individuální domácí práce - exkurze.
11) První termín odevzdání domácí práce - prezentace výsledku merení.
12) Konzultace individuální domácí práce  - exkurze.
13) Prezentace výsledku individuální domácí práce - prezentace výsledku merení.
14) Zápocty

 


 

Exkurze

Zatím nejsou upřesněny.


 

Individuální projekt

Cílem individuálního projektu je realizace systému predstavujícího tok informace od senzoru merené veliciny k zobrazovacímu elementu. První cástí projektu je zpracování základních informací o pridelené velicine, která je merena a zobrazována na palube letadla. Jedná se o dokumentaci obsahující následující informace:

  • Úvod, význam veliciny pri rízení letadla
  • Vztah, podle kterého je príslušná velicina merena a vypocítávána, popis jednotlivých použitých promenných. V prípade, že je Vaše velicina merena zpusobem, který nejde prímo vypocítat z fyzikálního jevu [napr. skupiny rešící pohyblivou mapu (jejíž clenové mi stále neposlali zmenu, na které se dohodli na prvním cvicení takže nevím, kterí lidé do skupiny patrí). ], je možné do prezentace umístit krátký popis principu merení.
  • Snímace používané pro merení veliciny, jejich princip
  • Jaké principy jsou použity k prenosu veliciny od senzoru k zobrazovacímu prvku
  • V jakých datových paketech je velicina prenášena (definice podle ARINC429, ARINC629, CanAerospace, ...)
  • Jaké prístroje jsou pro zobrazování veliciny použity. Analogové, digitální a displejové prístroje. Výhledy do budoucna.
  • Nákres, prípadne obrázek vzhledu indikátoru, jejich stupnic a ovládacích prvku.
  • Popis funkce ovládacích prvku.
  • Příklad aplikace na letadle.
  • Jaký tvar jste se rozhodli prenést do digitální podoby. Minimální a maximální hodnoty prístroje
  • Procenta úcasti jednotlivých clenu týmu na príprave bud prezentace, nebo záverecné práce. V prípade, že jsou ve skupine dva lidé, tak bych uvítal, aby oba clenové prednesli cást prezentace.
  • V prípade, že použití obrázku z internetu nebo knihy, je nutné napsat jeho zdroj.

Vytvorená dokumentace bude prezentována v první polovine semestru na cvicení. Maximální hodnocení odevzdané dokumentace a prezentace dokumentace o pridelené velicine je 5 bodu (5 bodu prezentace, 5 bodu dokumentace). Detaily o tom jak prezentace a výsledný dokument muže vypadat je možné nalézt zde.

Druhou cástí individuálního projektu je realizace dvou programu. První program bude umožnovat zadání hodnoty urcené veliciny vhodným ovládacím prvkem (posuvník). Nastavená hodnota bude odesílána formátem protokolu CanAerospace v rámci UDP paketu do druhého programu, který bude zobrazovat prístroj merené veliciny.

Pro realizaci individuálního projektu jsou k dispozici následující predpripravené cásti:

  • Základ generátoru, informace o programu a program samotný dostanete na prvním cvicení.
  • Displejový simulátor, informace o programu a program samotný dostanete na prvním cvicení.

Protože pro prenos zpráv protokolem CanAerospace používáme paket typu UDP, proto je nutné data, která jsou jinak prenášena po sbernici CAN narovnat do UDP paketu. Prenosový formát zprávy je definován následovne:

Hlavicka Délka Data
MSB     LSB                  
[0] [1] [2] [3] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [9 ] [ 10 ] [1 1 ] [1 2 ]
ID[0] ID[1] ID[2] ID[3] Length DATA[0] DATA[1] DATA[2] DATA[3] DATA[4] DATA[5] DATA[6] DATA[7]

Význam jednotlivých položek je následující:

  • btData - jsou jednotlivé pametové pozice v paketu.
  • ID - je identifikátor zprávy posílaný po sbernici CAN.
  • Length - je délka vyplnené datové oblasti DATA, délka zprávy prenášené po sbernici CAN.
  • DATA - jsou jednotlivé datové byty.

Témata individuálních projektu:

  • Team (Attitude indicator)
    • ILS, Flight director, pristávací návestidla,
    • Zobrazování výšky
    • Zobrazování rychlosti
  • Navigacní veliciny
    • EHSI - NavMap
    • EHSI - CompassRose, Ukazatel kurzu
    • Pohyblivá mapa
    • ADF automatický kompas
    • Gyrokompas VOR/ILS
  • Letové veliciny
    • HUD
    • EADI, Umelý horizont
    • Výškomer
    • Radiovýškomer
    • Merení rychlosti (ASI - Air Speed Indicator)
    • Variometr
    • Zatáckomer se sklonomerem
    • Ukazatel úhlu nábehu a G-metr
    • Machmetr
  • Motorové veliciny
    • EICAS
    • Teplota hlav válcu
    • Rychlost otácení (vrtule, N1, N2, ...)
    • Tlak vzduchu na vstupu do motoru
    • Tlak vzduchu na výstupu motoru
    • Teplota výstupních plynu
    • Tlak oleje
    • Teplota oleje
    • EPR
    • Palivomer
    • Ukazatel kroutícího momentu
    • Tlak paliva
    • Prutok paliva
    • Vibrace motoru
    • Teplota ITT
  • ....
    • Teplota vnejšího vzduchu

Podmínky zakoncení predmetu

Zápocet bude studentu udelen v prípade, že v prubehu semestru splní následující požadavky:

  • Návšteva prednášek
  • Návšteva cvicení
  • Referáty ze cvicení (hodnocení vyšší než 60 %)
  • Úspešná prezentace první cásti individuálního projektu (hodnocení vyšší než 60 %)
  • Úspešné predvedení výsledku individuálního projektu (hodnocení vyšší než 60 %)

Student musí odevzdat individuální domácí úkol a prezentovat podklady k domácí¨úloze v termínu. Je možné prezentovat domácí úlohu pozdeji (max. 14 dní) za cenu pridelení a splnení dalšího casove nárocného a nepríjemného úkolu (napr. prepsání 12 ofocených stran drobného písma do tabulek MS Excel).

Klasifikacní stupnice:

Klasifikacní stupen ECTS A B C D E F
Bodové hodnocení 100-90 89-80 79-70 69-60 59-50 < 50
Císelná klasifikace 1,0 1,5 2 2,5 3 4
Cesky výborne velmi dobre dobre uspokojive dostatecne nedostatecne
Anglicky excellent very good good satisfactory sufficient Failed


Formát zápisu

B (velmi dobre) 1.2.2009,
Jan Novák


Pavel Paces - 5.1.2012

Inovace predmetu byla provedena v rámci projektu FRVŠ 922/2011 - 33/110047/13138 "Inovace predmetu Palubní informacní a rídicí systémy".

V projektu inovace predmetu Palubní informacní a rídicí systémy byla jako hlavní výsledek realizována platforma ilustrující funkci stabilizace kosmického prostredku ve vesmíru za pomoci reakcních kol. Jedná se o stejné techniky, které se používají napríklad na Hubbleove vesmírném teleskopu nebo Mezinárodní vesmírné stanici (ISS). Platforma, neboli satelit, je složena ze senzoru urcujících orientaci satelitu v prostoru, rídicí jednotky, stabilizacních akcních clenu pracující na fyzikálním principu reakcních kol, ruzných interních senzoru a bezdrátového pojítka, které umožnuje prenos dat ze satelitu na pozemní rídicí stanici. Platforma bude nasazena v laboratorních úlohách predmetu a bude umožnovat overovat vlastnosti vestavených senzoru a jejich vhodnost pro zpetnovazební rízení platformy. Mezi dalšími výstupy projektu patrí podpurné elektronické moduly a mechanické prvky.