Model-based design of a generic autopilot system for helicopter flight simulators in Simulink

Nowadays simulation is a crucial part of helicopters pilot training, providing levelsof safety, repeatability and affordability unreachable by in-flight training.TXTe-solutions S.p.A.is a software solutions provider specialised in the developmentof helicopter flight simulators; this thesis has been developed following the com-pany’s interest towards the application of Model-Based Design to the simulationof the autopilot. The main objective is to reduce the amount of time spent inthe traditional programming of this system by building a single generic model,that can be easily adapted to different aircrafts. The environment chosen for thedevelopment of the activity is Mathworks®Simulink®, which offers multiple toolsfor system modeling, testing and code generation. However, a few problems arisedue to the limits of this software and the specific application of the consideredsystem, which have been analyzed and solved in the process. The outcome ofthe research is ac++model of a generic helicopter ASE system, which has beensuccessfully tested on a real flight simulator. The results have proved that the ap-proach to the problem is a valid substitute for traditional programming, allowingfor further development of the generated model to encompass additional autopilotsubsystems.

Oggi la simulazione gioca in ruolo cruciale nell’addestramento dei piloti in campoelicotteristico, permettendo di raggiungere livelli di sicurezza, ripetibilit`a ed eco-nomicit`a proibitivi per un addestramento in volo.TXT e-solutions S.p.A.`e unasociet`a che fornisce soluzioni software per diverse applicazioni, incluso lo sviluppodi simulatori di volo; questa tesi `e stata sviluppata per rispondere all’interessedell’azienda verso l’applicazione della filosofia di progetto Model-Based alla sim-ulazione del sistema ”autopilota”. L’obiettivo principale `e di ridurre il tempoimpiegato nella programmazione tradizionale di questo sistema attraverso la gen-erazione di un singolo modello generico, che possa essere facilemte adattato e inte-grato su diversi simulatori. L’ambiete di sviluppo scelto `e Mathworks®Simulink®,poich ́e offre diversi strumenti per la modellazione e la verifica dei sistemi e la gen-erazione dei codici; tuttavia, i limiti di questo software e la peculiare applicazionedel sistema considerato danno origine ad una serie di problemi che sono statianalizzati e risolti durante il processo di sviluppo. Il prodotto della ricerca `edunque un modelloc++di un generico sistema ASE, che `e stato integrato suun simulatore di volo esistente e validato con successo con una simulazione real-time. I risultati hanno provato che questo tipo di approccio `e un valido sostitutodella programmazione tradizionale, aprendo la strada per un ulteriore sviluppo delmodello generato, con l’obiettivo di includere anche le funzioni ”di alto livello” diun autopilota