Popis předmětu - A0M33BEP

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
A0M33BEP Bezpilotní prostředky Rozsah výuky:2P+2S
Garanti:  Role:  Jazyk výuky:CS
Vyučující:  Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:13136 Kreditů:4 Semestr:L

Anotace:

Předmět je zaměřen na získání základních znalostí z oboru bezpilotních prostředků. Jsou probírány konstrukce, pohony, senzory, elektronické systémy, akční členy, řídící elektronika, řídicí algoritmy, přídavná zařízení a také právní aspekty provozování bezpilotních prostředků. Přednášky jsou doplněny exkurzemi do relevantních laboratoří. V rámci cvičení je zpracovávána semestrální úloha na bezpilotním letounu Procerus UAV z oblasti zpracovávání senzorických dat včetně účasti na zkušebním letu.

Cíle studia:

Předmět je zaměřen na získání základních znalostí z oboru bezpilotních prostředků. Posluchači jsou seznámení s konstrukcí, pohony, senzory, elektronickými systémy, akčními členy, řídicí elektronikou, řídicími algoritmy a přídavnými zařízeními používanými bezpilotními prostředky.

Osnovy přednášek:

1. Motivační přednáška. Ukázky pokročilých algoritmů řízení,agentního plánování, senzorických systémů. Krátká historie bezpilotních prostředků.
2. Specifika bezpilotních prostředků z hlediska materiálů a konstrukce. Lamináty, kompozity. Stavba draku a křídla. Problémy pevnosti a pružnosti.
3. Pohonné jednotky pro bezpilotní prostředky. Pístové motory, motory s rotačním pístem. Malé spalovací turbiny. Malé proudové motory. Diskuse výběru vhodné jednotky pro konkrétní UAV projekty.
4. MEMS a SMART inerciální senzory pro bezpilotní letouny - snímané veličiny, MEMS, SMART senzory, zpracování a fúze dat. Uživatelský pohled na GPS, INS a aerometrický systém. Redundance a zabezpečení systému.
5. Základní řídicí smyčky pro jednotlivé módy autopilota bezpilotního letounu. Řízení vzletu, úprava dynamiky, vedení po trati, kroužení nad cílem/mimo cíl, sledování pozemního pohyblivého cíle. Nálet na přistání, přistání.
6. Pokročilé algoritmy pro návrh řídicích systémů - optimální a robustní řídicí systémy.
7. Specifika telemetrie pro bezpilotní letouny - komunikační rozhraní, protokoly, zabezpečení, antény.
8. Plánování letu - optimální trajektorie, bezletové zóny, optimalizační kritéria - spotřeba, plnění cílů.
9. Systémy pro automatické řešení kolizí mezi letouny - kooperativní a nekooperativní metody, systém AgentFly.
10. Řízení koordinovaných úloh skupiny bezpilotních prostředků - formace, monitoring.
11. Uživatelská (přídavná) zařízení - stabilizované základny, optické systémy, lokalizátory, zaměřovače a dálkoměry, zpracování obrazové informace.
12. Právní aspekty provozování bezpilotních prostředků v ČR,v Evropě.
13. UAV projekty v ČR - vyzvaná přednáška.

Osnovy cvičení:

1. Ukázky různých typů bezpilotních letounů.
2. Diskuse v oblasti výběru vhodné pohonné jednotky pro bezpilotní prostředek.
3. Exkurze(postupně v rozsahu 3 cvičení) - pevnostní
zkušebna, aerodynamický tunel, UAV projekty v ČR - Sojka, Mamok, Vilík a další.
4. Exkurze.
5. Exkurze.
6. Identifikace modelu (aerodynamických koeficientů) z letových dat.
7. Návrh základních řídicích smyček autopilota.
8. Simulátor - integrated modular avionics testbed.
9. Představení a výběr semestrálních úloh.
10. Práce v týmech na semestrálních úlohách.
11. Práce v týmech na semestrálních úlohách.
12. Práce v týmech na semestrálních úlohách.
13. Práce v týmech na semestrálních úlohách.
14. Prezentace výsledků semestrálních úloh, diskuse, hodnocení, zápočet.

Literatura:

[1] Dalamagkidis K., Valavanis K. P., Piegl L. A.: On Integrating Unmanned Aircraft Systems Into the National Airspace System, Springer, 2009
[2] Musial M.: System Architecture of Small Autonomous UAVs (Paperback), VDM Verlag Dr. Mueller e.K. 2008
[3] Hasik J.: Arms and Innovation: Entrepreneurship and Alliances in the Twenty-First-Century Defense Industry, The university of Chicago Press, 2008
[4] Newcome L. R.: Unmanned aviation: a brief history of unmanned aerial vehicles, AIAA, 2004
[5] Nolan M. S.: Fundamentals of Air Traffic Control, Thompson Brooks/Cole, 2004
[6] Cutler J.: Understanding Aircraft Structures

Požadavky:

U studentů se předpokládají základní znalosti fyziky.

Klíčová slova:

bezpilotní prostředky, konstrukce a prvky bezpilotních prostředků, řízení bezpilotních prostředků

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr


Stránka vytvořena 12.11.2019 05:50:43, semestry: Z,L/2020-1, L/2018-9, Z,L/2019-20, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.