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Tesi etd-11272008-113139


Thesis type
Tesi di laurea specialistica
Author
DI STEFANO, DARIO
URN
etd-11272008-113139
Title
Sviluppo di un sistema di guida e controllo per un velivolo autonomo non propulso
Struttura
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA DELLA AUTOMAZIONE
Commissione
Relatore Prof. Innocenti, Mario
Relatore Prof. Buttazzo, Giorgio C.
Relatore Prof. Pollini, Lorenzo
Parole chiave
  • autopilota
  • guida
  • controllo robusto
  • uav
Data inizio appello
18/12/2008;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
18/12/2048
Riassunto analitico
Lo scopo di questa tesi è descrivere una possibile metodologia di progetto di un sistema GNC in tempo reale per un velivolo autonomo non propulso. La fase iniziale del progetto ha riguardato la scelta delle condizioni operative nominali per l’ottenimento di adeguati modelli linearizzati delle dinamiche di rollio, beccheggio e imbardata.<br>A causa delle modeste garanzie fornite dalle tecniche di controllo a schedulazione di guadagno, è stato progettato un sistema di controllo a coefficienti costanti con elevate caratteristiche di robustezza, costituito da: un autopilota di rollio per la fase centrale del volo e due autopiloti di rollio e beccheggio, quest’ultimo valido anche per il moto di imbardata, per la fase terminale del volo. La sintesi degli autopiloti è stata effettuata utilizzando la tecnica di controllo robusto denominata μ-sintesi, al fine di ottenere prestazioni elevate nonostante le forti incertezze sui parametri di modello. Utilizzando la μ-analisi è stato possibile garantire la stabilità e il soddisfacimento delle specifiche di progetto su tutto il range dinamico selezionato, nonostante le ipotesi fortemente cautelative dell’analisi stessa. La sintesi degli autopiloti è stata condotta parallelamente anche con tecniche tradizionali di progetto constatando le minori potenzialità e la scarsa versatilità di queste rispetto alla metodologia presentata.<br>La legge di guida utilizzata è la navigazione proporzionale pura PPNG nella sua versione 3D. <br>Al fine di ottenere manovre del velivolo in modalità skeed-to-turn, nel sistema di guida è stato inserito un controllore, basato sul principio dell’inversione dinamica, in grado di mantenere a zero l’angolo di rollio durante la fase terminale del volo. <br>Il sistema di guida si è dimostrato efficace anche nelle simulazioni finali dimostrando un adeguato grado di robustezza nei confronti di disturbi di varia natura, elevata precisione sul punto finale e spesa energetica contenuta. <br>Il software di controllo è stato implementato nel simulatore mediante tecniche real-time per ottenere maggiori garanzie e migliori caratteristiche di flessibilità. <br>Le simulazioni riportate consentono di concludere che la metodologia di progetto adottata rappresenta una valida tecnica per la sintesi di sistemi GNC ad elevate prestazioni.<br>
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