Robuste, fehlertolerante Regelung redundanter Flugsteuerungssysteme in sicherheitskritischen Anwendungen

In modernen Flugsteuerungssystemen sind die Aktuatoren zur Ansteuerung der primären Steuerflächen (Querruder, Höhenruder und Seitenruder) aus Sicherheitsgründen redundant ausgelegt.

Die Robustheit der Regelung bezüglich Schwankungen der äußeren Lasten und der Leistungsversorgung wird durch eine Überdimensionierung der Stellsysteme auf der einen Seite und Positionstoleranzen auf der anderen Seite gewährleistet.

Ein Projektsziel besteht in der Entwicklung neuer robuster und fehlertoleranter Regelungsansätze zur Reduzierung des Hardwareaufwandes in Flugsteuerungssystemen. Mit Hilfe analytischer Redundanz wird die Verfügbarkeit erhöht, um die heutigen Zuverlässigkeitsanforderungen auch mit reduziertem Hardwareaufwand zu erfüllen.

Innovative Konzepte, basierend auf verschiedenen Systemarchitekturen mit zentralen digitalen Rechnern und dezentraler Aktuatorelektronik Actuator Control Electronics (ACE's), sowie digitalen Bussystemen zwischen Rechnern und ACE's werden untersucht. Dabei kommen moderne Regelungstheorien und Methoden für robuste, fehlertolerante Regelungssysteme (z.B. Beobachter) zum Einsatz.

Die Zuverlässigkeit diese Konzepte wird mittels Computersimulationen (Matlab/Simulink) bewertet. Des Weiteren wird zurzeit ein Prüfstand entwickelt, um die Simulationsergebnisse zu verifizieren.

Das Forschungsprojekt wird vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) finanziert.

Stichwörter

• Analytische Redundanz
• Beobachter
• Fehlertoleranz
• Flugsteuerung
• Zuverlässigkeit