93850 - UNMANNED SYSTEMS

Anno Accademico 2022/2023

  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Forli
  • Corso: Laurea Magistrale in Aerospace Engineering (cod. 5723)

    Valido anche per Laurea Magistrale in Aerospace Engineering (cod. 5723)

Conoscenze e abilità da conseguire

At the end of the course, the student is knows how to create a mathematical model of an unmanned aircraft and he knows how to design and implements the main attitude and trajectory control systems. Through experimental lab activities, he also gets familiar with the fundamentals of Remote-Piloted Aircraft Systems flight planning and operations.

Contenuti

  • Sistemi non-abitati: storia ed evoluzione.
  • Progetto di sistemi GNC: l'approccio Model-Based-Design (MBD).
  • Piattaforme ad ala fissa ed elicotteri convenzionali: analisi ed ottimizzazione delle prestazioni. Il progetto preliminare e l'ottimizzazione della configurazione di volo.
  • Veicoli multirotore: analisi ed ottimizzazione delle prestazioni. L'aerodinamica delle eliche progettate per applicazioni professionali dei multirotori.
  • Realizzazione di un modello di simulazione: analisi secondo teoria dell'elemento di pala ed implementazione delle equazioni del moto in ambiente Matlab/Simulink.
  • Analisi in ciclo aperto del modello dinamico 6dof di un multirotore.
  • Anelli di controllo interno per la stabilizzazione d'assetto e di velocità verticale per un multirotore.
  • Definizione ed implementazione di sistemi di Guida, Navigazione e Controllo. Casi di analisi.

Testi/Bibliografia

  • Brian L. Stevens, Frank L. Lewis, Eric N. Johnson, Aircraft Control and Simulation, Third Edition, John Wiley & Sons, Inc., 2016.
  • Peter D. Talbot, et al., A mathematical model of a single main rotor helicopter for piloted simulation, NASA Technical Memorandum (TM) 84281, NASA, 1982.
  • Kimon P. Valavanis (Editor), Unmanned Aircraft Systems - The Current State-of-the-Art, Springer, 2013.
  • J. Gordon Leishman, Principles of Helicopter Aerodynamics, Second Edition, Cambridge Aerospace Series, Cambridge University Press, 2006.
  • Gareth D. Padfield, Helicopter Flight Dynamics: The Theory and Application of Flying Qualities and Simulation Modelling, Second Edition, Blackwell Publishing, 2007.
  • Donald McLean, Automatic Flight Control Systems, Prentice Hall, 1990.

Metodi didattici

  • Lezioni frontali svolte col supporto della lavagna digitale.
  • Svolgimento di programmazione collaborativa in ambiente Matlab/Simulink su personal computer.
  • Svolgimento di esercizi e simulazioni numeriche.
  • Visite didattiche ed esperienze di laboratorio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame finale consiste in una prova orale. Durante la discussione lo studente risponderà a quesiti teorici ed illustrerà i risultati di un progetto di modellazione e simulazione svolto durante il corso.

Strumenti a supporto della didattica

  • Lavagna digitale.
  • Prodotti MathWorks per il calcolo numerico.
  • Strumentazione didattica di laboratorio.
  • Piattaforme elettriche non-abitate.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Emanuele Luigi De Angelis