The course is taught in English.

Il corso intende fornire le nozioni di base per lo studio e il progetto di sistemi di guida, navigazione e controllo GNC) aerospaziali. Il metodo di studio e progetto impiegato è l’Embedded Model Control.
Benchè modelli e tecniche siano validi per sistemi aeronautici, il corso si focalizzerà su veicoli spaziali sia in orbita sia in atterraggio.

-apprendere e verificare su simulatore come descrivere cinematica e dinamica di veicoli spaziali in orbita e atterraggio
- conoscere sensori e attuatori a bordo di veicoli spaziali e i primi rudimenti per una loro scelta
-apprendere l’architettura dei sistemi di navigazione, guida e controllo (GNC) organizzata e progettata secondo l’Embedded Model Control
- apprendere, sintonizzare e collaudare su simulatore gli algoritmi GNC
- imparare a svolgere semplici calcoli analitici di progetto e a convertirli su MATLAB, apprendere come simulare dinamica e controllo su Simulink
- apprendere a preparare una relazione tecnica su GNC e a sostenere un esame su di essa, dimostrandone i contenuti e le basi teoriche.

Requisiti sono: equazioni di stato tempo continue e discrete, conversione a dati campionati, funzioni di trasferimento, analisi armonica con diagrammi di Bode, rudimenti di teoria dei segnali stocastici tempo-discreti, concetti e metodi di stabilità, controllabilità e osservabilità, osservatori dello stato, leggi di controllo con retroazione dello stato, rudimenti di MATLAB e Simulink. Per chi ne fosse sprovvisto, verrà consigliato un testo di aiuto e il docente è a disposizione per integrazioni.

Argomenti trattati nel corso e relativo peso in crediti.
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- introduzione alla dinamica orbitale, sistemi di riferimento, perturbazioni, equazioni alle perturbazioni, dinamica di atterraggio(1 Credito)
- introduzione alla cinematica e dinamica d’assetto, quaternioni, perturbazioni (1 Credito)
- sensori e attuatori: accelerometri. giroscopi, sensori di assetto, GPS, ruote d’inerzia, propulsione (1 Credito)
- architettura e funzione dei sistemi di controllo: navigazione, guida e controllo sulla base dell’Embedded Model Control (0,5 Crediti)
- introduzione a navigazione, guida e controllo di traiettoria: acquisizione dell’orbita, drag-free, atterraggio (1 Credito)
- introduzione a navigazione, guida e controllo d’assetto: controllo propulsivo, attuatori inerziali (1,5 Crediti)

Le esercitazioni in aula non sono distinte dalle lezioni: verranno nel corso delle stesse proposti e risolti esercizi analitici, e suggeriti metodi di soluzione. Gli argomenti trattati verranno realizzati in laboratorio mediante un simulatore (MATLAB, Simulink) di un problema di navigazione, guida e controllo (semplificato) di una missione reale. Lo studente realizzerà o completerà sotto la guida del docente e degli assistenti gli algoritmi di controllo e ne collauderà le prestazioni. L’allievo dovrà preparare una relazione sul lavoro svolto e i suoi risultati da consegnare all’esame.

Verrà messo a disposizione un testo scritto dal docente, con esercizi proposti e risolti, in corso di pubblicazione: E. Canuto, G. Sechi, Introduction to spacecraft orbit and attitude modelling and control.
Per quanto riguarda il laboratorio verranno forniti lucidi introduttivi e il simulatore in MATLAB/simulink.

L’allievo verrà interrogato oralmente a partire dalla relazione di laboratorio. Lo studente deve saper ripetere le simulazioni e giustificare i risultati a partire dalla teoria.