Počet kreditů 6
Vyučováno v Letní
Rozsah výuky 2p+2l
Garant předmětu
Přednášející
Cvičící

Předmět Integrovaná modulární avionika (IMA) se zaměřuje na moderní koncept přístupu k vývoji a návrhu letadlové elektroniky (avioniky), kde se přechází od distribuovaných HW systémů k SW blokům. Ty si pomocí vysokorychlostních pojítek vyměňují data v aplikacích spojených s placenou leteckou přepravou osob. Existující předpisová základna a sdílení leteckého prostoru definují požadavky na přesnost, spolehlivost a funkčnost elektronických systémů i v případě výskytu poruchy. V předmětu se studenti dozvědí detaily ohledně požadavků na tzv. safety-critical multi-senzorové systémy, metody zpracování dat z přeurčených systémů, metody detekce poruch, způsob volby primárního výpočetního a kontrolního systému v paralelních architekturách, sběrnicové technologie a metody testování/certifikace leteckých přístrojů.

Zpracování laboratorních úloh a požadovaných reportů. Předvedení výsledků.

Cílem studia je získání praktického pohledu na zpracování dat v letectví a jejich použití pro řízení letu.

  1. Integrovaná modulární avionika - její vývoj, standardizace, architektura a použití (A380, B787)
  2. Koncept Performance Based Navigation (PBN), související požadavky na senzorové vybavení a přesnost měřených veličin.
  3. Statistické zpracování dat z redundantních systémů. Použití paralelních/sériových architektur a jejich meze. Použití v datech snímaných v leteckých aplikacích.
  4. Koncept Failure Detection Isolation and Recovery (FDIR) v paralelně redundantních systémech. Příklad použití v elektronice systému řízení a kontroly leteckých motorů FADEC.
  5. Integrované senzorové systémy, způsoby integrace a sdílení dat. Modelování senzorových systémů. Využití modelů pro kontrolu stavu a detekci chyb (FDIR).
  6. Software a jeho architektura, návrh avionických systémů - požadavky, analýza výkonnosti, spolehlivosti a bezpečnosti. Prokazování způsobilosti a životní cyklus.
  7. Architektura letadlových sběrnic. Letadlové sběrnice ARINC 429, 629, 659. CSDB, ASCB.
  8. Letadlové sběrnice AFDX, MIL-1553, STANAG 3910.
  9. Průmyslové sběrnice v letectví - CAN, CANaerospace. Vysokorychlostní a bezpečné sběrnice - SpaceWire, TTP, FlexRay, IEEE-1394.
  10. Metody analýzy a testování EMI a EMS letadlových systémů. Pravidla návrhu letadlových systémů z hlediska EMC.
  11. Certifikační proces při návrhu avionických systémů - požadavky, analýza výkonnosti, spolehlivosti a bezpečnosti. ICAO, EASA, letecký zákon, netransferované výrobky.
  12. Standard TSO, požadavky a očekávané výstupy při certifikaci SW podle DO-178 a HW podle DO-160. Příklady.
  13. Simulační systémy a jejich kategorie. Systém varování před nebezpečným přiblížením k zemi GPWS.
  14. Kybernetická bezpečnost, přístup k datům a zabezpečení v palubních systémech a při sdílení dat s řízením letového provozu.

Cvičení jsou zaměřena na procvičení algoritmů používaných pro přenos dat ze senzorů, zpracování senzorových informací, algoritmů detekce chyb (FDIR) a algoritmů pro fúzi dat z různých zdrojů. Cílem je přenést senzorovou informaci na výpočetní stanici, kde implementujeme zobrazení pomocí certifikovaných nástrojů DisTi. Cvičení budou probíhat pravidelně a předpokládá se postupný vývoj vzorového senzorového systému, na který se naváže algoritmus zpracování dat a kontroly chyb, s přenosem do zobrazovače vygenerovaného profesionálním nástrojem. Cvičení je koncipované jako postupné rozšiřování základní úlohy sběru dat.

Pro individuální práci na projektu jsou k dispozici senzorové jednotky s bezdrátovým rozhraním, které si studenti mohou zapůjčit domů. V laboratoři by se pak měli soustředit zejména na problematiku sběru dat z měřicích zařízení a v domácí přípravě pak na řešení algoritmů zpracování dat. Průběh prací bude podložen reporty popisujícími řešení představených problémů. Tato dokumentace bude v průběhu semestru kontrolována a hodnocena.

[1] Cary R. Spitzer: The Avionics Handbook (Electrical Engineering Handbook), CRC Press, 2007, ISBN: 978-0-84938-348-9.
[2] Jitendra R. Raol: Multi-Sensor Data Fusion, CRC Press, 2009, ISBN 9781439800034.
[3] Erik Blasch, DRDC Valcartier, Eloi Bosse, DRDC Valcartier, Dale Lambert: High-Level Information Fusion Management and Systems Design, Artech House, 2012,
ISBN: 978-1-60807-151-7.

Všechny publikace jsou po jednom kuse dostupné u Pavla Pačese. Jinak jsou knihy dostupné přes Amazon.

Rozvrh předmětu
Po
Út
St
Čt
PřednáškyCvičení