Laboratorio Fly-By-Wire

The activities carried out in the Fly-By-Wire Laboratory essentially deal with the theretical and experimental study of onboard systems and equipments, with special focus on:

• Safety-critical mechatronic systems (flight control actuators, electric motors for aeronautical propulsion)
• Lithium-Ion batteries for UAV applications
• Thrust and lift propellers for UAV applications

The studies are conducted by integrating

• Dynamic modelling/simulation
  • Stability assessment and perfomance analysis
  • Fault simulations

• Control design and health-monitoring
  • Controllability and observability
  • Development of health-monitoring algorithms
  • Development of finite-state-machines for failure management
  • Implementation of control SW on microcontrollers

• Experimental characterization of performances
  • Commands tracking and disturbance rejection
  • Performance sensitivity to temperature and humidity
  • Real-Time Model-/Processor-/Hardware-In-The-Loop (MIL, PIL, HIL) simulations

To conduct the above-mentioned studies, the following facilities are available:

Test rig for electric motors (max 2 kW) and propellers (max diameter 40 cm) 

3D resin printer (Elegoo Jupiter SE)

• Net volume: 275 x 150 x 300 mm³
• Screen: 12,8'', LCD 6K
• Resolution: 51um

Climatic chamber (Angelantoni Challenge 250C)

• Net volume: 224 litri
• Operative range of temperature (empty): from -60 °C to +180 °C
• Operative range of relative humidity (empty): from 10 % to 98 %
• Max temperature rate (empty): +/-5 °C/min
• Power draw: max 9 kW ; mean 5.7 kW

Le attività condotte nel Laboratorio Fly-By-Wire riguardano essenzialmente lo studio teorico e sperimentale di impianti e sistemi imbarcati su velivoli, con particolare riferimento a:

• Sistemi meccatronici safety-critical (attuazione comandi di volo, motori elettrici di propulsione)
• Batterie a ioni di litio per applicazioni UAV
• Eliche di spinta e di sostentamento per applicazioni UAV

Gli studi condotti prevedono un'articolazione organica di attività come

• Modellazione/simulazione dinamica
  • Stabilità e analisi prestazioni
  • Simulazione guasti

• Sviluppo leggi di controllo
  • Controllabilità e osservabilità
  • Sviluppo algoritmi di monitoraggio
  • Sviluppo macchine a stati per gestione avarie
  • Implementazione di SW di controllo su microcontrollori

• Sviluppo algoritmi di monitoraggio
• Test di caratterizzazione prestazioni
  • Tracciamento comandi e reiezione disturbi
  • Sensibilità prestazioni a temperatura e umidità
  • Simulazioni Real-Time Model-/Processor-/Hardware-In-The-Loop (MIL, PIL, HIL)

Per lo svolgimento delle attività, presso il Laboratorio FLy-By-Wire sono disponibili le seguenti attrezzature:

Banco prova per motori elettrici (max 2 kW) ed eliche (diametro max 40 cm) 

Stampante 3D a resina (Elegoo Jupiter SE)

• Volume utile: 275 x 150 x 300 mm³
• Schermo: 12,8'', LCD 6K
• Risoluzione: 51um

Camera climatica (Angelantoni Challenge 250C)

• Volume utile: 224 litri
• Intervallo operativo di temperatura (a vuoto): da -60 °C a +180 °C
• Intervallo operativo di umidità relativa (a vuoto): da 10 % a 98 %
• Rateo massimo di temperatura (a vuoto): +/-5 °C/min
• Potenza assorbita: max 9 kW ; media 5.7 kW