Modellistica e controllo di un sistema frenante per aeromobile a pilotaggio remoto ad elevato carico utile

The aim of this thesis is the study of an ABS control for an unmanned aerial vehicle, that is an aircraft without a human pilot aboard. In the fi rst part of the work we will discuss the realisation of a model that is oriented to study the longitudinal dynamics of the aircraft during the braking phase after landing. For this purpose, the whole system will be divided into simpler sub-models that are then suitably connected to each other; this will make the realisation of a very complex system model relatively simple. Such model should also be accurate in order to be suitable for the validation of the control algorithm. After that, the analysis of a simplifi ed control oriented model will lead to the development of an ABS control strategy for the considered system. The aim of the controller is to prevent wheels from locking during braking and to minimize the distance needed to stop the aircraft, having as only available informations the measuraments coming from the wheel speed sensors. Finally, through the study of diff erent simulations, it is shown that the proposed algorithm is able to provide a control with good performances even in the presence of large model uncertainties and in di fferent working conditions. In these simulations, we will consider important aspects such as delay introduced by braking system actuators or influence of temperature on the friction coeffi cient, and we will analyze how they a ffect the proposed control performances.

Questa tesi ha come obiettivo lo studio di un controllo ABS per un aeromobile a pilotaggio remoto, ovvero un velivolo privo di pilota umano a bordo. Nella prima parte della trattazione ci si occuper à dell'individuazione e dell'implementazione di un modello orientato allo studio della dinamica longitudinale del velivolo durante la fase di frenata che segue l'atterraggio. Per fare ci o, l'intero sistema sar a suddiviso in sotto-modelli pi u semplici che saranno poi opportunamente connessi fra loro; questo render a relativamente semplice la realizzazione del modello di un sistema altrimenti molto complesso. Tale modello dovr à essere suffi cientemente accurato in modo da permettere la validazione dell'algoritmo di controllo proposto in seguito. Successivamente, l'analisi di un modello semplifi cato ed orientato al controllo porter à allo sviluppo di una strategia di controllo ABS per il sistema considerato. Il controllore avr à lo scopo di evitare il bloccaggio delle ruote durante la frenata e di minimizzare la distanza necessaria all'arresto del velivolo, avendo a disposizione soltanto le informazioni provenienti dai sensori di velocit à montati sulle ruote stesse. In ne, attraverso lo studio di diversi casi di simulazione, si dimostrer à che l'algoritmo proposto e in grado di fornire un controllo con buone prestazioni anche a fronte di grandi incertezze del modello e in svariate condizioni di lavoro. In queste simulazioni si terr à conto di aspetti importanti quali il ritardo introdotto dall'attuazione dell'impianto frenante o l'influenza della temperatura sul coeffi ciente d'attrito e si analizzeranno gli e ffetti che questi hanno sulle prestazioni del controllo proposto.