Modellazione e controllo di traiettoria di un quadricottero

The aim of this work is to design and implement in Matlab and Simulink a trajectory control system for a quadrotor, an aircraft that in recent years found use in many areas, such as precision agriculture and search and rescue. Sometimes a drone is required to operate autonomously, that is, without a human that remotely pilots it. For this reason, it is essential to control its trajectory. The mathematical model of a quadrotor will be presented and its issues will be addressed in order to design the control system with Bode synthesis and obtain SISO (single input - single output) controllers. These will then be evaluated on some trajectories and finally their limitations due to the linearization of the derived model will be observed.

In questa tesi viene progettato ed implementato in Matlab e Simulink il controllo di traiettoria di un drone a quattro rotori, anche chiamato quadricottero. Si tratta di un velivolo che negli ultimi anni sta trovando utilizzo in molti ambiti, come l'agricoltura di precisione ed il salvataggio. Talvolta è richiesto che un drone debba operare in modo autonomo, ovvero senza un umano che lo piloti da remoto. Per questo motivo è fondamentale poterne controllare la traiettoria. Verrà presentato il modello matematico di un quadricottero e ne saranno affrontate le problematiche, così da effettuare la progettazione del sistema di controllo con la sintesi di Bode ed ottenere controllori SISO (Single Input - Single Output). Questi saranno poi valutati su alcune traiettorie ed infine ne verranno osservati i limiti dovuti alle condizioni che la linearizzazione impone sul modello derivato.