B010322 - CONTROLLO OTTIMO, ROBUSTO E ADATTATIVO

Italiano

Controllo ottimo deterministico e stocastico, con informazione completa e incompleta.
Controllo H infinito a sensitività mista. Sistemi dissipativi.
Tecniche di controllo adattativo in autosintonia. Controllo adattativo a commutazione.

[1] E. Mosca, Optimal, Predictive, and Adaptive Control, Prentice Hall, 1995. Disponibile all'indirizzo http://www.dsi.unifi.it/~mosca/

[2] O. H. Bosgra, H. Kwakernaak and G. Meinsma, Design Methods for Control Systems. Disponibile all'indirizzo http://wwwhome.math.utwente.nl/~meinsmag/courses/dmcs/

[3] C. Scherer, S. Weiland, Linear Matrix Inequalities in Control, Lecture notes, 2005. Disponibile all'indirizzo http://www.dcsc.tudelft.nl/~cscherer/lmi.html

[4] K.J. Astrom, B. Wittenmark, Adaptive Control (2nd edition), Addison-Wesley, 1995.

Sviluppare capacità nel progetto di sistemi di controllo avanzati attraverso un approfondimento delle conoscenze teoriche relative alle principali tecniche di controllo ottimo, robusto e adattativo.

Conoscenze della teoria dei sistemi e dei controlli automatici.

Lezioni e esercitazioni in aula.

Dispense su LMI e sistemi dissipativi disponibili all'indirizzo http://www.unifi.it/dpsinf/upload/sub/Battistelli-G/LMI.pdf

Esame orale.

1. CONTROLLO OTTIMO

1A. Trattazione mediante descrizioni di stato: formulazione del problema del regolatore Lineare-Quadratico (LQ) e sua soluzione mediante Programmazione Dinamica di Bellman; equazione algebrica di Riccati e suo ruolo nella regolazione LQ in regime stazionario; proprietà di monotonia della regolazione LQ; uso della regolazione LQ in problemi di inseguimento; controllo ottimo LQ in ambiente stocastico con informazione completa e parziale; certezza equivalente e controllo LQG.

1B. Trattazione nel dominio delle frequenze: formulazione del problema del regolatore LQ nel dominio trasformato in termini di norma H2; approccio polinomiale alla regolazione LQ nel caso di sistemi SISO; autovalori del sistema di controllo ottimale e relazione con la soluzione basata su Programmazione Dinamica.

2. CONTROLLO ROBUSTO

2A. Trattazione nel dominio delle frequenze: guadagno in energia di un sistema e prestazioni in termini di norma H infinito; teorema del piccolo guadagno e stabilità robusta in termini di norma H infinito; sintesi a sensitività mista per le prestazioni robuste.

2B. Trattazione mediante descrizioni di stato: utilizzo delle Diseguaglianze Matriciali Lineari (LMI) per l'analisi e la sintesi di sistemi di controllo; stabilità e stabilizzazione quadratica di sistemi lineari incerti; sistemi dissipativi lineari stazionari; formulazione della condizione di dissipatività in termini di LMI; applicazione alla stabilizzazione assoluta di sistemi in forma di Lur’e; calcolo del guadagno in energia e problema di controllo H infinito con retroazione dallo stato in condizioni nominali e perturbate.

3. CONTROLLO ADATTATIVO

3A. Tecniche ad autosintonia: minimi quadrati ricorsivi per l’identificazione in tempo reale; controllo ad allocazione dei poli; controllo in autosintonia indiretto; controllo in autosintonia diretto per impianti con zeri stabili; approccio ibrido.

3B. Controllo adattativo a commutazione: funzionali di costo e logiche di commutazione; approccio a modelli multipli con multi-stimatore; approccio prestazionale, riferimento virtuale e falsificazione di un controllore; approccio a modelli multipli con esperimento virtuale.