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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-02102012-182652


Tipo di tesi
Tesi di laurea specialistica
Autore
TARANTINO, ALESSIO
URN
etd-02102012-182652
Titolo
SIMULAZIONE E CONTROLLO DI UN SISTEMA FRENANTE ANTISKID DI TIPO IDRAULICO PER VELIOVOLI DI AVIAZIONE GENERALE
Dipartimento
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Relatori
relatore Prof. Galatolo, Roberto
relatore Dott. Di Rito, Gianpietro
Parole chiave
  • Impianto Idraulico
  • Controllo
  • Simulazione
  • Modellazione
  • Antiskid
  • Attuazione
Data inizio appello
06/03/2012
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
06/03/2052
Riassunto
Il seguente lavoro di tesi è stato condotto presso il Dipartimento di Ingegneria
Aerospaziale dell’Università di Pisa come prova finale del corso di Laurea Specialistica.
Scopo dell’attività è la realizzazione di un modello preliminare di impianto frenante
Antiskid con attuazione idraulica per un velivolo di classe FAR 23, categoria Commuter
(fascia Entry Level).
L’obiettivo è quello di analizzare analiticamente, e successivamente attraverso
simulazione al calcolatore, i principali aspetti fisici ed ingegneristici che caratterizzano la
fase frenante di un velivolo:
• Dinamica del velivolo
• Controllo della stabilità del sistema
• Attuazione idraulica della frenata
Il lavoro parte dalla stesura dei requisiti preliminari, con la descrizione della classe del
velivolo, le prestazioni e i requisiti per la certificazione. In seguito si ha una descrizione
tecnologica di un tipico impianto frenante per applicazione aeronautica, con uno studio
dello stato dell’arte dei componenti di controllo e di attuazione e un excursus
sull’evoluzione tecnologica delle logiche Antiskid. La fase operativa del lavoro consiste
nello studio della dinamica del velivolo durante la fase frenante, la realizzazione in
ambiente Matlab-Simulink del corrispondente modello fisico e lo studio delle stabilità in
ciclo aperto delle equazioni linearizzate. Le verifiche sono effettuate attraverso appositi
tools di Matlab. Lo studio della stabilità in ciclo aperto si traduce in una analisi delle
tecniche di controllo in ciclo chiuso del velivolo. Obiettivo dell’analisi è la realizzazione
di un algoritmo di controllo Antiskid della frenata e il successivo modello Simulink da
interfacciare al modello fisico del velivolo e a quello di attuazione idraulica. L’ultima
fase riguarda la modellazione dell’impianto idro-meccanico di attuazione dei freni e la
successiva modellazione Simulink. Il lavoro si è concentrato su uno studio fisico accurato
dei principali aspetti che influenzano le performance della frenata e sulla realizzazione di
un modello di controllo robusto da utilizzare come piattaforma per successive modifiche
e complicazioni del sistema.

The following paper describes the activity of research conducted in the Aerospace
Engineering Department of University of Pisa as part of the final work for Aerospace
Engineering Master Degree.
Aim of the task is the creation of a preliminary model of a hydraulic braking system with
Antiskid protection for a FAR 23 aircraft.
The main objective is to assess analytically and then through software modeling and
simulation the main aspects involving the braking phase of an aircraft, in particular
considering:
• Aircraft dynamics on the ground
• System stability
• Close loop control techniques
• Hydraulic braking system
The research starts from the study of preliminary requirements, the choice of a reference
aircraft, its performance and certification requirements. Then, a study of typical aircraft
braking systems is conducted, with an analysis of the main components currently adopted
in aviation.
The following step consists in the study of aircraft dynamics during the braking phase, a
Matlab-Simulink model of it and the study of open loop stability of its equations. Stability
of the system is verified with Matlab tools.
Following the analysis of stability, a closed loop control system is introduced with an
analysis of feasibility of Loop-shaping techniques. The last phase consists in the study of
the hydraulic system and the modeling of the correspondent Matlab-Simulink model.
The whole research is focused on an accurate study of the main aspects involving aircraft
performance during the braking phase and on the creation of a valid model, which can be
used as a robust basis for future development.
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