NUCLEO DI COMPETENZE
• Modellistica di Sistemi Avionici per la Guida, Navigazione e Controllo
• Pianificazione in Linea di Traiettorie compatibili con i Vincoli del Veicolo
• Decollo ed Atterraggio Autonomo
• Guida e Controllo Adattivi
• Sensor Fusion e Sensori Virtuali
• Controllo Riconfigurabile e Fault Tolerant
• Controllo Robusto Multivariabile
• Simulazione in tempo reale con HW-in-the-Loop per la Verifica di sistemi Avionici e GNC
• Prototipazione Rapida di Sistemi GN&C Imbarcabili
CAPACITA' APPLICATIVE
Lo sviluppo di nuove tecnologie GN&C segue un processo tipico a V dalla definizione dei requisiti (funzionali, di prestazione, ecc.), alla prototipizzazione del SW in tempo reale, fino alle prove in volo e relativa analisi dati post volo.
Le principali caratteristiche di tale ciclo di sviluppo sono:
1. Tracciabilità dei Requisiti. Tutti i requisiti (da quelli di sistema complessivo alle specifiche dei singoli componenti) ed i relativi test di verifica e validazione sono tracciati in modo formale ed aggiornati costantemente durante l’intero ciclo di sviluppo in ambedue le direzioni (diretto ed inverso).
2. Model Based. Il ciclo di sviluppo dell’algoritmo è affiancato da un ciclo di sviluppo dei modelli di simulazione che sono utilizzati sia per le analisi progettuali sia per le verifiche numeriche in simulazione o in tempo reale.
3. Rapid Prototyping. La codifica prototipale dell’algoritmo (o di suoi sotto-moduli) è operata in maniera automatica (per circa il 70-80% del codice) a valle della produzione delle specifiche di basso livello. Questo consente di eseguire iterazioni rapide tra le fasi di specifica SW di basso livello, test di singoli moduli SW e test integrati in tempo reale di moduli SW (Rapid Prototyping Iterations).
I settori di applicazione riguardano velivoli pilotati e non pilotati, in ambito sia aeronautico che spaziale (con particolare riferimento al rientro in atmosfera ed al volo ipersonico) per configurazioni ad ala fissa e rotante.
ESPERIENZE MATURATE
• Nell’ambito dei Flight Control Systems per velivoli Fly-By-Wire, attraverso la partecipazione di progetti nazionali ed internazionali, sono state maturate diverse esperienze relative alla progettazione degli algoritmi di controllo di volo ed alle tecnologie di verifica e validazione del sistema di controllo, del sistema di attuazione e dell’architettura complessiva di comando e controllo.
• In diversi progetti di respiro nazionale, sono stati sviluppati e validati in volo prototipi di Autopilota Avanzati con architettura modulare con ampia possibilità di configurazione dei modi di volo e con funzionalità integrate di riconfigurazione a seguito di malfunzionamento dei sensori e di protezione automatica dell’inviluppo di volo.
• A partire dal 2002, tramite progetti di respiro nazionale e internazionale, sono state acquisite diverse esperienze di sviluppo e validazione in volo di prototipi per l’Atterraggio Autonomo con suite di sensori basati sull’utilizzo di tecnologie per la localizzazione satellitare ed algoritmi di guida adattivi.
• Esperienze di sviluppo e validazione in volo di algoritmi di Pianificazione in Linea di Traiettoria sono state acquisite attraverso numerosi progetti sia in ambito spaziale che aeronautico. Gli algoritmi sviluppati sono tutti implementabili in tempo reale e possono portare in conto i vincoli di manovrabilità del velivolo (che consentono, ad esempio, la modifica della traiettoria a seguito di malfunzionamenti), la presenza di aree proibite da non sorvolare e specifici obiettivi di ottimizzazione (minimizzazione dello spazio percorso, minimizzazione del consumo carburante, continuità della traiettoria lungo i way-points, ecc.).
• Algoritmi di Controllo Adattivi e Fault Tolerant sono stati sviluppati e verificati numericamente sfruttando tecniche di Adaptive Model Following combinate in modo innovativo con tecniche di allocazione dinamica dei comandi per far fronte a malfunzionamenti di attuatori e cedimenti strutturali.
• Esperienze di realizzazione e di esecuzione di test funzionali di dispositivi avionici tramite Simulazioni HW-in-the-Loop sono state acquisite in diversi progetti anche commissionati da enti industriali ai fini certificativi.
Progetti di riferimento
• FBW YAK-130 – FBW Control system design
• RHILP – Structural Load Alleviation for tilt-rotor
• GAFACS - Advanced Autopilot for General Aviation
• SCAV – Advanced Fault tolerant FCS
• ADFCS I & II - Affordable Digital Fly-By-Wire FCS
• ATOL – Autonomous Autolanding Systems
• ASYQ – Sky-Car Aircraft Avionic Cockpit Qualification
• AG16 FTC – Fault Tolerant Control Algorithms
• TECVOL - Autonomous Flight Guidance & Control Technologies
• HAPD – GN&C for a High Altitude Flexible Demonstrator
• DTFT GNC – Advanced GN&C for TAEM Phase of Re-Entry
• USV-TECH – Enabling GNC technologies for Atmospheric Reentry and Hypersonic Flight
• AFMS – Advanced Flight Management System for GA
• JTI GRC5 – Development and Flight Test of an FMS for Noise Reduction
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