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Anno Accademico 2009/10
01IISFQ
Controlli avanzati di volo
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Aerospaziale - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Gili Piero ORARIO RICEVIMENTO AC ING-IND/03 36 20 0 0 7
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/03 5 B - Caratterizzanti Ingegneria aerospaziale ed astronautica
Obiettivi dell'insegnamento
Il corso si prefigge lo scopo di fornire una panoramica aggiornata sui moderni sistemi di controllo automatico del volo. Vengono fornite le nozioni fondamentali per la modellazione del sistema dinamico velivolo e del suo sistema di controllo. Si sviluppano e si approfondiscono poi in particolare alcuni metodi per il progetto di controllori di sistemi dinamici non lineari e multi-variabili e di controllori ottimi.
Competenze attese
Gli studenti dovrebbero acquisire la capacitÓ di modellare e progettare il sistema di controllo di sistemi dinamici non lineari con l'utilizzo del software Simulink.
Prerequisiti
E' richiesto che gli studenti conoscano gli argomenti trattati nei corsi precedenti di Meccanica del Volo e di Dinamica e controllo del velivolo e che abbiano comunque nozioni sulla modellazione matematica dei sistemi dinamici.
Programma
1. Questioni Introduttive: criteri di classificazione. teoria del controllo classico o convenzionale, teoria del controllo moderno, breve storia dei sistemi di controllo di volo.
2. Acquisizione degli Strumenti e dei Metodi: modellazione in variabili di stato, coordinate modali, decomposizione modale.
3. Approccio Classico al Controllo: specifiche di progetto nel dominio del tempo e delle frequenze, tecnica del Root Locus, reti di compensazione (Lag/Lead Compensator), controllori PID.
4. Controllo Digitale: introduzione, operatori caratteristici, campionamento (A/D) di un segnale, ricostruzione (D/A) di un segnale, discretizzazione di controllori continui con tecniche BLT e MPZ, procedure di modifica del progetto in tempo continuo.
5. Metodi di Assegnazione della Dinamica di Closed-loop: controllabilitÓ ed osservabilitÓ, state feedback vs. output feedback, posizionamento dei poli, sistemi SISO-SIMO ' single Input, sistemi MIMO, assegnazione dell'autostruttura, full state feedback, output feedback.
6. Osservatori e Filtri di Kalman: introduzione, progetto di un osservatore, full order observer (FOO), minimum order observer (MOO), filtri di Kalman (generalitÓ), filtri di Kalman Current Estimation-Type, filtri di Kalman Prediction-Type.
7. Tecniche di Controllo Ottimo: introduzione, LQR con output feedback, LQT con output feedback, implicit and explicit Model Following, LQR con full state feedback, scelta del performance index.
Laboratori e/o esercitazioni
1) Analisi mediante tecnica del Root Locus di un Pitch Damper SAS e di un Pitch-Rate CAS per il velivolo F-16. Rappresentazione in variabili di stato (State-Space Formulation) e simulazione in Matlab/Simulino.
2) Analisi mediante tecnica del Root Locus di un autopilota Attitude Hold con e senza compensazione dinamica per un velivolo da trasporto.
3) Analisi e progetto mediante tecnica del Root Locus e diagrammi di Bode di un autopilota Altitude Hold per un velivolo da trasporto.
4) Progetto dell'autopilota Automatic Landing System per un velivolo da trasporto.
5) Progetto dello Yaw-Roll Damper CAS con la tecnica di controllo ottimo LQR.
Bibliografia
Vengono fornite le dispense complete in supporto al corso.
Per gli approfondimenti sugli argomenti del corso:
- Stevens, Lewis Aircraft Control and Simulation.
- Ogata Discrete-Time Control Systems.
- Mendel Digital Estimation Theory.
Verifica la disponibilita in biblioteca
Controlli dell'apprendimento / ModalitÓ d'esame
La valutazione consiste in un tradizionale esame orale durante il quale verranno poste al candidato due o tre domande per le quali pu˛ essere richiesto anche lo svolgimento di brevi calcoli. La discussione delle esercitazioni contribuiscono alla valutazione finale.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2009/10
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