PhD: Adaptive Regelungsverfahren für hochpräzise Satellitenkonstellation - Airbus - Friedrichshafen - Wizbii

PhD: Adaptive Regelungsverfahren für hochpräzise Satellitenkonstellation

  • Durch Airbus
  • Befristeter vertrag
  • Friedrichshafen (Deutschland)
  • Elektroingenieurwesen

Job description

PhD: Adaptive Regelungsverfahren für hochpräzise Satellitenkonstellation

Airbus Defence and Space Friedrichshafen (ex Astrium SL)

Airbus ist ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Luft- und Raumfahrt sowie der dazugehörigen Dienstleistungen. Der Umsatz betrug € 67,0 Mrd. im Jahr 2017, die Anzahl der Mitarbeiter rund 130.000. Airbus bietet die umfangreichste Verkehrsflugzeugpalette mit 100 bis über 600 Sitzen an. Das Unternehmen ist ebenfalls europäischer Marktführer im Bereich der Luftbetankungsflugzeuge, sowie bei Kampf-, Transport- und Missionsflugzeugen. Airbus ist die europäische Nummer 1 im Raumfahrtgeschäft und weltweit die Nummer 2. Die zivilen und militärischen Hubschrauber des Unternehmens zeichnen sich durch hohe Effizienz aus und sind weltweit gefragt.

Mit Leidenschaft und Entschlossenheit arbeiten unsere Mitarbeiter jeden Tag daran, die Welt zu vernetzen, mit hoher Priorität auf Sicherheit und Fortschritt. Wir sind stolz auf unsere Arbeit und teilen unsere Fachkenntnisse und Erfahrungen, um gemeinsam Spitzenleistungen zu erfüllen. Unsere kulturelle Vielfalt und Zusammenarbeit ermöglicht es uns, Außergewöhnliches zu erreichen – auf dem Erdboden, im Luft- und im Weltraum.

Description of the job

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Einsatzort: Friedrichshafen
Start: Dezember 2018
Dauer: 3 Jahre

Seeked profile

Tasks & accountabilities

Adaptive Regelungsverfahren für hochpräzise Satellitenkonstellation, um wissenschaftliche Messungen zu ermöglichen

Die Forschungsfrage lautet: „Wie kann die wissenschaftliche Verfügbarkeit von Konstellationen aus mehreren Raumfahrzeugen mit hohen Anforderungen an die Ausrichtegenauigkeit durch schnellen Aufbau der optischen Verbindung zwischen frei in den Raumfahrzeugen fliegenden Testmassen erhöht werden?“

Dies ist für hochpräzise Wissenschaftsmissionen notwendig, da dynamische Störungen wie z.B. Mikro-Meteoriteneinschläge oder Fehler in den verwendeten Aktuatoren große Position- und Lagetransienten verursachen können. Diese führen unter Umständen zum Verlust der optischen Verbindung in der Konstellation. Die optische Verbindung wird hauptsächlich dazu genutzt, die relative Abstandsänderung zwischen frei-fliegenden Testmassen innerhalb der weit voneinander entfernten (z.B. mehrere Millionen Kilometer) Raumsonden zu detektieren.

Der Wiederaufbau der Konstellationsverbindung (Akquisition) aufgrund von sehr wahrscheinlich häufig auftretenden Störungen mittels traditioneller und bereits erprobter (z.B. linearer) Regelungsverfahren erfordert eine sehr lang andauernde Operationssequenz, in der zahlreiche Regelungsmodi mit sukzessiv niedrigeren Regelungsbandbreiten durchlaufen werden müssen. Das Umschalten verursacht Einschwingzeiten im komplexen Regelungssystem. Sensorsignale mit unterschiedlichen Messprinzipien werden typischerweise vor der Transition in den folgenden Regelungsmodus umgeschaltet, was wiederum zu Einschwingzeiten führt. Mit diesem Verfahren kann die beim Freilassen aus dem Haltemechanismus mit hohen Geschwindigkeiten belegte Testmasse allmählich abgebremst werden und das Restbeschleunigungsrauschen hinreichend unterdrückt werden. Bei klassischen Regelungsverfahren geschieht dieses schrittweise Umschalten in den für die wissenschaftliche Messung benötigten Präzisionsregelungsmodus auf Kosten sehr langer Übergangs- und Einschwingzeiten. Je "tiefer" die Regelungsbandbreite ist, desto geringere Änderungen in der Prozess-Dynamik können ausgeglichen werden und desto höhere Einschwingzeiten sind abzuwarten.

Um den Übergang von einer mechanisch gehaltenen Testmasse in den erforderlichen Präzisionsregelungsmodus (inklusive Aufbau der optischen Verbindung zwischen den entfernten Testmassen) schneller zu gestalten, soll in diesem Dissertationsvorhaben untersucht werden, ob moderne Reglung- und Schätzverfahren erlauben, die Transitionszeiten in den Wissenschafts-Regelungsmodus zu verkürzen, sowie die Robustheit gegenüber Störungen zu erhöhen. Damit würde der wissenschaftliche Nutzen der Mission erhöht werden. Es sollen hochpräzise Regelungssysteme konzipiert und implementiert werden, die alle verfügbaren Sensordaten nutzen, um die optischen Verbindungen in der Konstellation aus Raumfahrzeugen und Testmassen aufrecht zu erhalten. Die Konstellationsverbindung soll möglichst nicht - oder nur sehr kurz - den wissenschaftlichen Betrieb unterbrechen. Dies gilt auch beim Auftreten von größeren und/oder hochdynamischen Störungen wie beispielsweise häufig vorhergesagte Einschläge von Mikro-Meteoriten auf eines der Raumfahrzeuge in der Konstellation.

Die Ziele des zu untersuchenden Regelungsverfahrens sind:

·  Anzahl der Regelungsarten während der Akquisition zu reduzieren;
·  Zeitaufwand der Akquisition zu reduzieren;
·  Höhere Robustheit gegen sehr wahrscheinlich und häufig auftretende Störungen (z.B. Mikro-Meteoriteneinschlägen) auf die Konstellation zu erreichen.

Insgesamt würde ein solches Regelungssystem viel schneller zu der autonomen Erfassung und Wiederherstellung des Missionszieles gelangen, und würde somit die wissenschaftliche Verfügbarkeit deutlich erhöhen bzw. sehr lange Messzeiträume ermöglichen, was wissenschaftlich von extrem hoher Bedeutung ist.

Für diese Stelle ist ein hohes Maß an Sensibilität bezüglich möglicher Compliance Risiken erforderlich. Integrität ist die Basis für den Erfolg, die Reputation und das nachhaltige Wachstums unseres Unternehmens

Required skills

·  Abgeschlossenes Masterstudium im Bereich Luft- und Raumfahrt, Kybernetik, Elektrotechnik oder vergleichbare Qualifikation
·  Gute Kenntnisse in Reglungstechnik und Schätzungsverfahren
·  Englisch: fließend/verhandlungssicher; Deutschkenntnisse sind wünschenswert

Sie sind teamfähig, kommunikativ und verfügen über eine eigenständige Arbeitsweise.
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About Airbus

Constructeur aéronautique, Airbus est aujourd’hui le leader mondial de la construction d’avions de ligne. Créé à la fin des années 1960 avec le projet A300, lancé à l’initiative de plusieurs pays européens, il fabrique des avions de 100 places (A318) à plus de 500 places (A380). Il appartient au groupe EADS, renommé « Airbus Group » en 2014, et présent sur 170 sites dans le monde. 6000 avions Airbus sont aujourd’hui en exploitation, avec une volonté du constructeur aéronautique de mettre l’accent sur la réduction de l’empreinte carbone (réduction de la quantité de CO2 produite par avion).

Airbus, dont le siège est situé près de Toulouse, compte 59 000 employés dans le monde et 15 sites principaux situés en France, Allemagne, Espagne et Royaume-Uni (ainsi que d’autres sites aux Etats-Unis, en Chine, au Moyen-Orient et au Japon).

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