PROGETTAZIONE E SVILUPPO DI UN SISTEMA DI CONTROLLO ROBUSTO PER UN DRONE SOGGETTO A DISTURBI E VARIAZIONI PARAMETRICHE

The topic of this thesis is the design of control systems for the orientation angles (roll, yaw, and pitch) of the Parrot Mambo minidrone. The controllers, and their subsequent implementation, were respectively designed and carried out using MATLAB and Simulink, the software tools I employed throughout this work. This thesis is divided into seven chapters: - Chapter 1 presents the physical model of the drone; - Chapter 2 describes the mathematical model of the drone; - Chapter 3 provides an overview of the Simulink environment; - Chapter 4 deals with the linearization and state-space representation of the quadcopter dynamics; - Chapter 5 illustrates the control techniques adopted, including the default PID controller; - Chapters 6 and 7 describe, respectively, the control techniques implemented and their realization in Simulink. Finally, chapter 7 also presents the flight simulation results obtained using both the PID controllers and the controllers developed in this work.

Argomento di discussione di questa tesi è la progettazione di sistemi di controllo degli angoli di orientamento (roll, yaw e pitch) del Parrot Mambo minidrone. I controllori e, come vedremo successivamente, la loro implementazione sono stati, rispettivamente, progettati ed effettuati su MATLAB e Simulink, software di cui mi sono avvalso. Ho suddiviso questo elaborato in sette capitoli: - il capitolo 1 riporta il modello fisico del drone; - il capitolo 2 riporta il modello matematico del drone; - il capitolo 3 descrive l’ambiente Simulink; - nel capitolo 4 sarà trattata la linearizzazione e rappresentazione in spazio di stato della dinamica del quadricottero; - nel capitolo 5, invece, verranno illustrate le tecniche di controllo utilizzate e quella di default: PID; - nei capitoli 6 e 7 verranno illustrate, rispettivamente, le tecniche di controllo usate e la loro implementazione in Simulink; Nel capitolo 7 saranno, inoltre, riportati i risultati ottenuti mediante simulazioni di volo, sia con i controllori PID che con i controllori di mia progettazione.