Progetto PhAEdRA, studio su innovativi sistemi di controllo modulari per attuatori elettromeccanici rivolti al mercato degli all electric aircraft. Asse 1, azione1.1.3. – Programma Operativo Nazionale «Imprese e Competitività» 2014-2020 FESR “Finanziato nell’ambito della risposta dell’Unione alla pandemia di COVID-19”
Il progetto PhAEdRA (Piattaforma modulare di Attuazione Elettromeccanica per un all electRic Aircraft) nasce dalla lunga esperienza maturata dalla Italsystem in ambito avionico e dalle esigenze di mercato raccolte nel corso dei suoi oltre 25 anni di attività.
Il progetto PhAEdRA prevede l’implementazione di una piattaforma modulare che, unitamente ad un banco di test, possa essere utilizzata per la produzione efficiente di prodotti di controllo personalizzabili, secondo il paradigma del model base design (MBD), al fine di realizzare innovativi sistemi modulari meccatronici ad elevata flessibilità. I dispositivi realizzabili con la piattaforma PhAEdRA rispetteranno gli standard di affidabilità aeronautici e saranno certificabili sino al DAL A.
L’approccio Model Base Design risulta essenziale per garantire la modularità del sistema e ridurre i tempi di integrazione, sviluppo e certificazione del prodotto finale. La piattaforma HW è costituita da più moduli, integrati tra di loro per fornire il prodotto finale (EACU):
- Moduli di potenza (PDU – Power Drive Unit): sviluppo di moduli standard che possono essere collegati tra di loro per raggiungere le potenze di pilotaggio richieste dall’applicazione finale. Il progetto attuale prevede tre taglie di PDU standard da 1KW che, opportunamente combinate, permettano di realizzare tutte le combinazioni di driver di potenza fino a 3kW;
- Un modulo di Power Supply PSM per gestire le varie tensioni DC utilizzate negli impianti aeronautici (28V e 270V);
- Moduli di comando digitale CMM che possano essere configurati in modo standard e connessi tra di loro per realizzare le varie architetture avioniche di base di tipo COM/MON;
- Due back-plane per consentire l’interfacciamento verso l’EMA e l’avionica con l’utilizzo di moduli di comunicazione intercambiabili, che permettano di inserire nel prodotto in fase di configurazione i bus aeronautici richiesti dal cliente (ARINC429, CAN BUS, etc.);
- Un case standard componibile che permetta di realizzare le diverse configurazioni previste (con particolare cura del design termico);
- Modulo per l’inserimento di funzionalità di health monitoring basato su algoritmi allo stato dell’arte (misura dei parametri elettrici, verifiche vibrazionali, etc.)
Di seguito varie viste del prototipo ECU assemblato
La piattaforma PhAEdRA, inoltre, prevede l’integrazione con una piattaforma SW di blocchi Simulink (Toolchain Mathworks) utilizzabili dal cliente per sviluppare la propria applicazione di controllo con l’approccio MBD e che permetta la produzione automatica di codice (auto-coding) compatibile con la piattaforma HW.
La piattaforma SW risulta essere composta da:
- Modelli di attuatori standard per la fase di progettazione del controllore;
- Algoritmi di controllo standard (PID, FOC, etc.) da poter utilizzare per sviluppare le routine di controllo;
- Librerie di comunicazione che implementino gli standard avionici allo stato dell’arte;
- Routine di Health Monitoring e prognostica;
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Il progetto si è concluso il 31/12/2023 con la realizzazione di un dimostratore finale.
Il test rig progettato e realizzato dalla Italsystem per la qualifica del dispositivo consente di verificare varie configurazioni della piattaforma PhAEdRA in abbinamento a diverse tipologie di attuatori e di applicare un carico controllato in modo da poter simulare i tipici di coppia a cui un attuatore è soggetto nelle varie fasi di volo e per diverse applicazioni (controllo superfici aerodinamiche, carrello atterraggio, etc.).
Il test rig consente, inoltre, di realizzare prove a fatica e verificare l’affidabilità del sistema di heath-monitoring progettato.
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Progetto concluso il 31/12/2023