93850 - UNMANNED SYSTEMS

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 convenzionali alimentati a batteria: analisi ed ottimizzazione delle prestazioni. Il progetto preliminare e l'ottimizzazione di missione.
• Piattaforme ad ala rotante (elicotteri) convenzionali alimentati a batteria: analisi ed ottimizzazione delle prestazioni. Il progetto preliminare e l'ottimizzazione di missione.
• Piattaforme ad ala rotante non convenzionali (multirotori) alimentati a batteria: 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 e chiuso del modello dinamico 6DOF di un multirotore.
  
• Definizione ed implementazione di sistemi di Guida, Navigazione e Controllo. Modalità di guida.

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.
  
• 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.
• Kimon P. Valavanis (Editor), Unmanned Aircraft Systems - The Current State-of-the-Art, Springer, 2013.

Metodi didattici

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

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame finale consiste in un'unica prova teorica e pratica. Durante la discussione lo studente risponderà a quesiti sulla teoria e svolgerà dei task di progetto preliminare o di controllo in ciclo chiuso utilizzando il simulatore sviluppato 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