Modellistica e simulazione di sistemi dinamici.
Analisi di sistemi lineari a tempo continuo: modelli di stato, modelli ingresso/uscita, stabilità.
Analisi di sistemi a retroazione: tecniche di studio nel dominio del tempo e della frequenza.
Sintesi di sistemi di controllo a retroazione. Controllori PID.
- Basso, Chisci, Falugi: Fondamenti di automatica, CittàStudi, 2007.
- Bolzern, Scattolini e Schiavoni: Fondamenti di controlli automatici, 3a edizione, Mc Graw-Hill Italia, Milano, 2008.
Altro materiale:
- Appunti del docente
- Cavallo, Setola e Vasca: La nuova guida a Matlab, Simulink e Control Toolbox, 2002.
Obiettivi Formativi
Fornire agli studenti gli strumenti necessari all'analisi dei sistemi dinamici e alla progettazione di sistemi di controllo automatico a retroazione ed in particolare:
- conoscenza dei modelli di stato e ingresso-uscita;
- capacità di analizzare le proprietà strutturali di un dato modello;
- conoscenza dei fondamenti teorici del controllo in retroazione sullo stato e sull'uscita;
- capacità di progettare un sistema di controllo in retroazione per sistemi lineari.
Prerequisiti
Numeri complessi, derivate e integrali, equazioni differenziali lineari: ANALISI MATEMATICA
Algebra lineare: matrici, vettori, determinanti e sistemi di equazioni lineari: GEOMETRIA E ALGEBRA LINEARE
Analisi di reti elettriche: ELETTROTECNICA/ TEORIA DEI CIRCUITI
Elementi di meccanica, idraulica e termodinamica: FISICA
Conoscenza elementare dell'uso di un PC: FONDAMENTI DI INFORMATICA
Metodi Didattici
Lezioni ed esercitazioni in aula.
Modalità di verifica apprendimento
Esame scritto e esame orale.
1) Voti non inferiori a 14 permettono di sostenere l'esame orale nella stessa sessione dello scritto svolto.
2) La consegna ad un compito scritto annulla il punteggio acquisito negli scritti precedenti.
La prova scritta consta di test a risposta multipla e esercizi volti a verificare:
- la capacità di analizzare le proprietà strutturali di un sistema dinamico;
- la capacità di progettare un sistema di controllo in retroazione per sistemi lineari.
La prova orale consiste in una discussione della prova scritta nonché in quesiti e domande teoriche volti a verificare la conoscenza dei modelli di sistemi dinamici, e delle principali tecniche di analisi e sintesi dei sistemi di controllo in retroazione.
Programma del corso
1. MODELLISTICA E SIMULAZIONE
- Modelli di stato e ingresso-uscita
- Esempi di modelli
2. ANALISI DI SISTEMI LINEARI
- Analisi della risposta nel dominio del tempo
- Cenni sulle trasformate e antitrasformate di Laplace e Zeta
- Funzione di trasferimento e risposta impulsiva
- Stabilità
- Analisi armonica
- Risposta in frequenza e sua rappresentazione grafica (Diagrammi di Bode)
3. ANALISI E PROGETTO DI SISTEMI DI CONTROLLO
- Sintesi di sistemi di controllo mediante retroazione algebrica sullo stato
- Proprietà di controllabilità e raggiungibilità
- Luogo delle radici e sintesi di sistemi di controllo mediante retroazione algebrica sull'uscita
- Proprietà di osservabilità e osservatori dello stato
- Sistemi di controllo a retroazione
- Controllori PID