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.
Appunti del corso (disponibili su https://e-l.unifi.it).
Password: FdA2020
Per approfondimenti:
- Benvenuti, De Santis, Farina: Sistemi dinamici – modellistica, analisi e controllo, Mc Graw–Hill, 2009.
- Basso, Chisci, Falugi: Fondamenti di automatica, CittàStudi, 2007.
- Bolzern, Scattolini e Schiavoni: Fondamenti di controlli automatici, Mc Graw-Hill Italia, Milano, 2015.
-Astrom, Murray: Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers, Princeton University Press, 2008.
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
Metodi Didattici
Lezioni ed esercitazioni in aula.
Dall' 8 marzo 2020 il corso si svolge in modalità telematica.
Videolezioni e materiale del corso sono disponibili su https://e-l.unifi.it
(password FdA2020)
Altre Informazioni
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale. L'esame consiste di
1) 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;
2) 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