Regelung unbemannter Hubschrauber

Das DLR forscht seit mehreren Jahren an und mit unbemannten Luftfahrzeugen (UAV) am Institut für Flugsystemtechnik. Es werden dafür verschiedene Fluggeräte betrieben, vom Kleinhubschrauber mit 1,5 kg Abflugmasse bis zu Systemen von 150 kg, Flächenflugzeugen und Quadkopter.

Die Hubschrauber werden mit Hilfe von Regelungsverfahren stabilisiert, die während des Fluges dazulernen. Um Missionsanforderungen zu erfüllen, werden optimierungsbasierte Verfahren eingesetzt. Der Brückenschlag zwischen diesen lernfähigen und optimierungsbasierten Regelungsverfahren stellt ein Alleinstellungsmerkmal der vom DLR betriebenen UAV dar. Der Hubschrauber fliegt dabei Manöver mehrfach ab, lernt in jedem Flug hinzu und verbessert so Schritt für Schritte die Fluggenauigkeit.

Verschiedene Themen sind in diesem Bereich nicht abschließend erforscht. In einer studentischen Arbeit erhalten Sie die Möglichkeit, sich an praktischen Beispielen mit spannenden und zukunftsträchtigen Regelungsverfahren zu beschäftigen. Mögliche Verfahren können je Aufgabe sowohl lernfähige, wie die adaptive Regelung, oder auch optimierungsbasierte Verfahren sein, wie die modellprädiktive Regelung. Beispiele für studentische Forschungstätigkeiten sind die Folgenden:

• Bisher ist es möglich, spezielle Missionsanforderungen zu berücksichtigen, wie schnelles oder möglichst genaues Fliegen. Von Interesse ist aber auch die Berücksichtigung von Anforderungen einer Nutzlast oder anderer Missionsprofile. Mit Hilfe einer Optimierung können Sie diese Anforderungen umsetzen.

• Eine übergeordnete Software zur Planung von Missionen verwendet häufig Näherungen des Flugverhaltens, wie z.B. lineare Flugpfade. Mit Hilfe der optimierungsbasierten Regelung ist es hingegen möglich, das Flugverhalten besser voraus zu sagen. Sie können diese Vorhersage in Manöverdatenbanken für die Missionsplanung bereitstellen.

• Die Regelungsverfahren lernen momentan in jedem Flug neue Informationen hinzu. Das Aufbereiten und Abspeichern dieser Informationen wird auf der einen Seite die Vorhersage des Flugverhaltens verbessern und auf der anderen Seite lässt sich auf Anhieb eine höhere Qualität der Flüge realisieren. Zu diesem Zweck entwickeln Sie Verfahren zur Zerlegung der gelernten Elemente in Einzelbestandteile und identifizieren dynamische Modelle zur Konservierung der gelernten Informationen.

Ihre Aufgabe im Einzelnen:
• Einarbeitung in die jeweilige Literatur
• Entwicklung und Umsetzung von geeigneten Regelungsverfahren für ein gegebenes Problem
• Simulation der realisierten Verfahren
• Wenn möglich Erprobung im Flugversuch
• Evaluation und Diskussion der Ergebnisse

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

DLR-Institut für Flugsystemtechnik

Abschlussart

Bachelorarbeit / Masterarbeit / Diplomarbeit

Branche

Mess-/Regel-/Automatisierungstechnik

Anforderungen

Studium mit Schwerpunkt auf Regelungstechnik, Kybernetik, Elektrotechnik, Robotik oder Luft- und Raumfahrttechnik
fundierte Matlab/Simulink und C++ Kenntnisse
Grundlagen der linearen Regelungstheorie
von Vorteil sind Erfahrungen im Bereich der Optimierung, adaptiven Regelung oder nichtlinearen Regelungstheorie

Zusatzinformationen

DLR-Institut für Flugsystemtechnik

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