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Dinamica e controllo di un elicottero quadrirotore

Informazioni tesi

  Autore: Massimo Loriato
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2009-10
  Università: Politecnico di Milano
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria dell'automazione
  Relatore: Marco Lovera
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 86

Nella tesi viene ricavato il modello dinamico con le equazioni complete per i diversi gradi di libertà per un elicottero quadrirotore; successivamente viene sviluppata la parte di controllo per inseguimento di traiettoria e volo a punto fisso (hovering); infine si passa da un sistema di controllo a tempo continuo a uno a tempo discreto in cui viene anche modellizato il rumore da strumentazione.
Tutto lo sviluppo teorico della tesi è affiancato dalla parte di simulazione in ambiente Matlab/Simulink del velivolo stesso, i cui risultati sono riportati nella tesi.

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Capitolo 1 Introduzione L’arte del volo ha da sempre esercitato un grande fascino ed un notevole in- teresse sull’uomo, incoraggiando nel corso della storia la nascita e lo sviluppo di innumerevoli progetti atti alla realizzazione di macchine volanti. Negli ultimi an- ni la ricerca in questo settore si è focalizzata sul progetto di aeromobili in grado di volare senza la presenza a bordo di un pilota (UAV). In questo capitolo ven- gono evidenziati i motivi che hanno suscitato tale interesse, in particolar modo nei confronti dello sviluppo di elicotteri quadrirotore (sez. 1.1). Successivamente viene fatta una rassegna dei progetti di quadricotteri storicamente piø significa- tivi, a partire dagli anni venti del secolo scorso ed arrivando al giorno d’oggi (sez. 1.2 e 1.3). 1.1 Motivazioni ed obiettivi Per i velivoli appartenenti alla categoria degli UAV la guida può essere effet- tuatadaterraoessereaffidataadapparatielettronicipresentiabordodelvelivolo stesso. Il carico utile di questi mezzi può esser costituito da telecamere e sensori per misurare la concentrazione di gas nell’atmosfera, da ripetitori di segnali radio o da sensori all’infrarosso. Il vantaggio di questa classe di velivoli rispetto a quelli convenzionali con a bordo un pilota è che i costi orari di volo sono contenuti, non si corre il rischio di perdere vite umane in caso di incidenti, si può operare in ambienti inadatti alla presenza umana (es. fumi di incendi, temperature basse o alte, sostanze venefiche nell’aria, etc), i tempi di pianificazione del volo sono ridottissimi ed infine l’addestramento degli operatori è molto economico. Un elicottero quadrirotore è un velivolo sollevato e spinto da quattro rotori. Vengono classificati come elicotteri sebbene, nella maggior parte dei casi, essi abbiano la caratteristica di utilizzare pale a passo fisso, ovvero con attacco rigido con il proprio mozzo. La portanza è fornita esclusivamente dai quattro rotori; la manovrabilità è legata alla variazione della velocità di rotazione dei motori, che

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