Comandi di volo fly-by-wire per elicotteri: studio teorico e sperimentale della dinamica di un attuatore servoidraulico fault-tolerant per rotore principale

La presente tesi, svolta presso il laboratorio Fly By Wire del Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale dell’Università di Pisa, si inserisce nell’ambito di un progetto di ricerca che ha come obiettivo lo studio e la modellazione dei comandi primari di volo di un moderno elicottero Fly By Wire. L’introduzione di sistemi di controllo Fly-By-Wire Full-Authority in campo elicotteristico è un idea relativamente recente ed oggetto di studi attuali. A differenza dei velivoli ad ala fissa, gli elicotteri, o più in generale i velivoli ad ala rotante, presentano problematiche maggiori per l’impiego di tali sistemi di controllo. Il marcato accoppiamento dei comandi e quindi delle dinamiche nei piani laterodirezionale e longitudinale, la notevole entità delle vibrazioni presenti sull’intera struttura dell’elicottero, le diverse e maggiormente complesse modalità di avaria del sistema al livello rotorcraft sono le cause principali che rendono complesso l’impiego di sistemi di controllo Fly-By-Wire Full-Authority sui velivoli ad ala rotante. Tuttavia i vantaggi derivanti dall’impiego di questo tipo di tecnologia sono tali da rendere indispensabile il superamento delle problematiche relative all’impiego di tali sistemi. In particolare il minor task di pilotaggio richiesto è senza dubbio un vantaggio fondamentale. La presente tesi ha come obiettivo lo sviluppo di un modello della dinamica di un attuatore servoidraulico fault-tolerant per rotore principale e la successiva convalidazione mediante test condotti su Hardware presso i laboratori del DIA. Il sistema oggetto di studio della tesi è un attuatore tandem con common spool movimentato da una DDV rotante, azionata da un motore elettrico di tipo brushless. Avvalendosi di materiale reperibile in letteratura viene generato un modello fisico della dinamica della DDV e dell’attuatore, con particolare attenzione alla modellazione del motore della DDV, della dinamica elettrica (dinamica della corrente + PWM), del flusso idraulico e degli attriti. L’obiettivo fondamentale è quello di descrivere i fenomeni fisici utilizzando modelli, ove possibile, relativamente semplici. Il sistema di controllo dell’attuatore, fornito dal costruttore, viene accoppiato al modello fisico generato. Attraverso la comparazione dei risultati di risposta in frequenza tra il modello e quelli forniti dal costruttore il modello fisico del sistema viene raffinato in modo da ottenere un buon matching sui dati. L’ultima fase del lavoro, prettamente sperimentale, è dedicata all’esecuzione di specifici test di laboratori che costituiscono il database sul quale viene convalidato definitivamente il modello, attraverso la comparazione di risposte in frequenza e risposte temporali. In particolare le principali attività sperimentali svolte sono indirizzate sull’analisi del segnale e sull’identificazione delle anomalie della risposta dinamica del sistema. L’analisi del segnale attraverso trasformata di Fourier ha lo scopo di caratterizzare il rumore sui segnali stessi per poi riprodurli nel modello di simulazione. Le anomalie della risposta dinamica della DDV sono da imputarsi ad una complessa interazione tra il loop di corrente e quello di controllo del motore della DDV a seguito di una eccessiva semplificazione del sistema di controllo rispetto a quello fornito dal costruttore. La compensazione di tali anomalie viene risolta sintetizzando un nuovo controllo in ciclo chiuso; naturalmente tale controllo è preliminare ed ottimizzato esclusivamente per alcune condizioni di test

Postpartum Ovarian Vein Thrombosis

Postpartum ovarian vein thrombosis carries a significant risk of morbidity and mortality if not recognized early and managed appropriately

Selectivity for grip type and action goal in macaque inferior parietal and ventral premotor grasping neurons.

Grasping objects requires the selection of specific grip postures in relation to objects' physical properties. Furthermore, grasping acts can be embedded into actions aimed at different goals, depending on the context in which the action is performed. Here we assessed whether information on grip and action type integrate at the single neuron level within the parieto-frontal motor system. For this purpose, we trained three monkeys to perform simple grasp-to-eat and grasp-to-place actions, depending on contextual cues, in which different grip types were required, in relation to target features. We recorded 173 grasping neurons: 86 from the inferior parietal area PFG and 87 from the ventral premotor area F5. Results showed that most neurons in both areas are selective for the grip type, but the discharge of many of them, particularly in PFG, appears to differ in relation to action context. Kinematics data and control experiments indicated that neuronal selectivity appears to more likely depend on the action goal triggered by the context rather than on specific contextual elements. The temporal dynamics of grip and goal selectivity showed that grasping neurons reflect first "how" the object has to be grasped (grip), to guide and monitor the hand shaping phase, then "why" the action is performed (goal), very likely to facilitate subsequent motor acts following grasping. These findings suggest that, in the parieto-frontal system, grip types and action goals are processed by both parallel and converging pathways, and area PFG appears to be particularly relevant for integrating this information for action organization

Simultaneous scalp recorded EEG and local field potentials from monkey ventral premotor cortex during action observation and execution reveals the contribution of mirror and motor neurons to the mu-rhythm

The desynchronization of alpha and beta oscillations (mu rhythm) in the central scalp EEG during action observation and action execution is thought to reflect neural mirroring processes. However, the extent to which mirror neurons (MNs) or other populations of neurons contribute to such EEG desynchronization is still unknown. Here, we provide the first evidence that, in the monkey, the neuronal activity recorded from the ventral premotor cortex (PMv) strongly contributes to the EEG changes occurring in the beta band over central scalp electrodes, during executed and observed actions. We simultaneously recorded scalp EEG and extracellular activity, Multi Unit Activity (MUA) and Local Field Potentials (LFP), from area F5 of two macaques executing and observing grasping actions. We found that MUA highly correlates with an increase in high gamma LFP power and, interestingly, such LFP power increase also correlates to EEG beta – and in part also to alpha – desynchronization. In terms of timing of signal changes, the increase in high gamma LFP power precedes the EEG desynchronization, during both action observation and execution, thus suggesting a causal role of PMv neuronal activity in the modulation of the alpha and beta mu-rhythm. Lastly, neuronal signals from deeper layers of PMv exert a greater contribution than superficial layers to the EEG beta rhythm modulation, especially during the motor task. Our findings have clear implications for EEG studies in that they demonstrate that the activity of different populations of neurons in PMv contribute to the generation of the mu-rhythm

Action observation activates neurons of the monkey ventrolateral prefrontal cortex

Prefrontal cortex is crucial for exploiting contextual information for the planning and guidance of behavioral responses. Among contextual cues, those provided by others' behavior are particularly important, in primates, for selecting appropriate reactions and suppressing the inappropriate ones. These latter functions deeply rely on the ability to understand others' actions. However, it is largely unknown whether prefrontal neurons are activated by action observation. To address this issue, we recorded the activity of ventrolateral prefrontal (VLPF) neurons of macaque monkeys during the observation of videos depicting biological movements performed by a monkey or a human agent, and object motion. Our results show that a population of VLPF neurons respond to the observation of biological movements, in particular those representing goal directed actions. Many of these neurons also show a preference for the agent performing the action. The neural response is present also when part of the observed movement is obscured, suggesting that these VLPF neurons code a high order representation of the observed action rather than a simple visual description of it

The Verwey transition in Fe3O4: A single crystal muon investigation

We performed a preliminary zero-field mu SR investigation on a Fe3O4 single crystal in a temperature range (5-275 K) including the Verwey transition, T-V = 120 K. Despite the relatively small statistics employed, we identify a larger number of distinct precession frequencies where previous experiments detected only one. This indicates the very good quality of our specimen and allows us to monitor the abrupt changes in the local muon environment at T-V. The discussion of these data is relevant to the on-going dispute on the detailed nature of the Verwey transition