Auslegung eines Autopilotensystems für autonome Mikroflugzeuge

Unbemannte Fluggeräte (UAV) mit einer Masse von wenigen Kilogramm fallen in den Bereich der Micro- und Mini UAV. Die Schwierigkeit, solch kleine Fluggeräte mit begrenzter Nutzlastkapazität mit einem autonomen Flugführungssystem auszustatten, liegt in der Verfügbarkeit kleiner und kostengünstiger Komponenten, die für den Aufbau eines Autopilotensystems notwendig sind. Hier ist man auf den Einsatz MEMS-basierter Sensoren angewiesen, deren Messinformationen jedoch stark fehlerbehaftet sind. Darüber hinaus ist die Rechenleistung an Bord begrenzt, um die Anforderungen bezüglich Masse und Energieverbrauch zu erfüllen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Auslegung eines Flugreglers, der mit einem Minimum an Zustandsinformationen arbeitet und die geringe Güte der Messgrößen berücksichtigt. Darüber hinaus ist es unter Beachtung der geringen zur Verfügung stehenden Rechenleistung von 200 MHz nötig, die Messgrößen in geeigneter Weise aufzubereiten. Die Auslegung des Flugreglers wird exemplarisch für das Mikroflugzeug CAROLO P50 mit einem Abfluggewicht von 550 g durchgeführt. Abschließend wird der entwickelte Flugregler in Flugversuchen mit den Testträgern CAROLO P50 und CAROLO T140 getestet. Zu diesem Zweck werden autonome Wegpunktflüge inklusive automatischer Start- und Landeprozeduren durchgeführt. Es wird gezeigt, dass das hier vorgestellte Flugregelungs- und Datenaufbereitungskonzept in der Lage ist, eine autonome Flugsteuerung für Micro- und Mini UAV mit Hilfe miniaturisierter low-cost Sensorik zu realisieren.