Capitolo 6. Conclusioni
Capitolo 6. Conclusioni e sviluppi futuri
Questa tesi riguarda lo sviluppo di un modello dinamico, in grado di descrivere il comportamento di un velivolo di tipo RUAV, e il progetto dell'anello interno del sistema di controllo, dedicato alla regolazione dell'assetto dell'elicottero e della quota di volo. Il modello della dinamica dell'elicottero è stato costruito sulla base dei modelli relativi ad elicotteri full-scale, opportunamente adattati per tenere conto delle piccole dimensioni degli elicotteri UAV.
Il passo successivo è stata la simulazione del comportamento del modello della dinamica a seguito dell'applicazione di alcuni comandi. Per tale motivo le equazioni della dinamica sono state implementate in un software di simulazione, sfruttando le potenzialità di Matlab® e Simulink®.
Il modello è stato applicato ad un elicottero radiocomandato X-Cell 60 SE, di cui è stato possibile reperire i dati relativi alla geometria ed alle prestazioni di tipo aerodinamico degli elementi costituenti l'elicottero.
Sono stati quindi reperiti in letteratura i dati relativi al comportamento dinamico di un elicottero di tale tipo, governato tramite radiocomando da un pilota esperto, nell'eseguire le manovre acrobatiche Immelmann e Split-S. Simulando mediante il software sviluppato le medesime manovre, si è potuta evidenziare una buona corrispondenza tra il comportamento dell'elicottero reale e i risultati della simulazione. Per proseguire con il progetto dei controllori è stata effettuata una linearizzazione del modello attorno a due condizioni di equilibrio differenti, rappresentative delle peculiarità del volo degli elicotteri: la condizione di volo a punto fisso (hovering), e la condizione di volo traslato.
Per realizzare i sistemi di controllo si è scelto di utilizzare dei controllori di tipo PID, quindi si è proceduto alla scelta dei guadagni di tali controllori, ricavando le specifiche
Capitolo 6. Conclusioni di progetto sulla base della normativa statunitense ADS-33E.
Il sistema di controllo è stato testato simulando le risposte ad ingressi a gradino, sia in condizione di hovering che in condizione di volo traslato. In seguito sono state simulate delle manovre più complesse.
In tutti i casi analizzati il sistema si può notare come le risposte del sistema risultino conformi a quanto richiesto dalle specifiche di progetto.
Sviluppi futuri
Il lavoro presentato può essere in futuro sviluppato su due filoni.
In primis si può pensare di validare il modello della dinamica, effettuando una campagna di test in volo, equipaggiando un elicottero radiocomandato con una piattaforma di acquisizione dati che andranno poi confrontati con i risultati derivanti dalle simulazioni. Tale velivolo è già stato acquistato dal Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale dell'Università di Pisa, ed è tuttora in fase di allestimento per l'installazione dell'avionica necessaria.
In secondo luogo, il sistema di controllo progettato, dedicato alla regolazione dell'assetto e della quota di volo, può costituire l'anello interno di un sistema autopilota più evoluto, che sia in grado di governare tutte le grandezze caratteristiche della dinamica di un elicottero UAV, e che quindi offra la possibilità di poter portare a termine in maniera del tutto autonoma diversi tipi di missione.
