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All’interno del Dipartimento di Control Systems modelliamo la dinamica e il comportamento del razzo utilizzando Simulink. Sviluppiamo il sistema di controllo attivo per seguire con precisione la traiettoria desiderata del razzo, simulando la risposta delle superfici di controllo attive. Il nostro sistema regola la risposta dei freni aerodinamici per garantire prestazioni ottimali, consentendo al razzo di gestire con precisione deviazioni impreviste dalla traiettoria di volo prevista.
Il sistema di controllo attivo attuale si basa sui freni aerodinamici. Utilizzando Simulink, il nostro sistema impiega una tabella di ricerca precalcolata contenente i valori di estensione dei freni aerodinamici. Continuamente referenziata durante il volo, questa tabella funge da punto di riferimento, generando l’estensione desiderata per i freni aerodinamici. La disparità tra questa estensione desiderata e l’estensione effettiva viene quindi corretta da alcuni fattori – guadagni – valutati meticolosamente durante la fase di progettazione. Questi guadagni assicurano che il sistema mantenga un equilibrio ottimale, regolando dinamicamente la posizione dei freni aerodinamici per armonizzare con precisione la traiettoria del razzo. La capacità del nostro sistema di adattarsi in tempo reale, sintonizzando continuamente l’estensione dei frenI, garantisce il tracciamento preciso della traiettoria desiderata.
Il Filtro di Kalman, in particolare il Filtro di Kalman Esteso (EKF), rappresenta il cuore del nostro algoritmo di controllo. Le nostre strategie traggono enormi vantaggi dall’acquisizione dello stato più accurato del razzo-sonda. Questo processo si basa fortemente sulla elaborazione delle misurazioni dei sensori ottenute dai sensori a bordo – IMU: accelerometri, magnetometri, giroscopi e barometri.
Integrando queste misurazioni con modelli predittivi, i nostri algoritmi sono in grado di ricostruire lo stato del razzo, consentendo un controllo robusto e preciso anche in condizioni ambientali dinamiche.
Le simulazioni Software-in-the-Loop (SITL) e Hardware-in-the-Loop (HITL) sono fondamentali nel nostro approccio di sviluppo. Le simulazioni SITL agevolano la prototipazione rapida, consentendoci di perfezionare iterativamente i guadagni del controllore e convalidare le strategie di controllo in un ambiente virtuale. Queste simulazioni sono cruciali per valutare la risposta dei nostri algoritmi di controllo alle perturbazioni, permettendoci di affinare e ottimizzare le nostre strategie. In aggiunta alle simulazioni SITL, quelle HITL colmano il divario tra il virtuale e il fisico, facilitando la valutazione delle risposte del controllore utilizzando hardware di razzo reale. Questo metodo ci consente di testare, convalidare e ottimizzare ulteriormente le nostre strategie di controllo valutandone le prestazioni in un contesto del mondo reale, garantendo robustezza e affidabilità nei nostri meccanismi di controllo.
NECESSARI:
AVANZATI: