Insegnamento mutuato da: B014977 - SISTEMI DI CONTROLLO Laurea Triennale (DM 270/04) in INGEGNERIA ELETTRONICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI Curriculum AUTOMAZIONE
Lingua Insegnamento
italiano
Contenuto del corso
Il corso si propone di fornire strumenti matematici per l'analisi e la sintesi
di sistemi di controllo a retroazione.
I suoi principali contenuti sono:
1) Stabilita' dei sistemi di controllo a retroazione e progetto di controllori
stabilizzanti.
2) Tecniche di sintesi diretta.
3) Limitazioni sulle prestazioni dei sistemi di controllo.
4) Sistemi di controllo a dati campionati.
5) Sintesi di sistemi di controllo nello spazio di stato.
6) Controllo ottimo.
Materiale didattico disponibile sulla piattaforma Moodle di Ateneo
Basso, Chisci, Falugi. Fondamenti di Automatica, De Agostini-UTET, 2007.
Bolzern, Scattolini, Schiavoni. Fondamenti di controlli automatici, 3a edizione, Mc Graw-Hill Italia, Milano, 2015.
Doyle, Francis, Tannenbaum. Feedback Control Theory. Maxwell McMillan, 1992.
Goodwin, Graebe, Salgado. Control System Design. Prentice-Hall, 2001.
Isidori. Sistemi di Controllo: seconda edizione, Vol. I. Siderea, Roma, 1993.
Obiettivi Formativi
Fornire strumenti matematici di analisi e di sintesi di sistemi di controllo a
retroazione da applicare alla soluzione di problemi di controllo pratici.
Prerequisiti
Analisi matematica.
Algebra lineare.
Elementi di automatica.
Metodi Didattici
Lezioni ed esercitazioni in aula.
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale preceduto da una prova scritta.
Programma del corso
1. INTRODUZIONE E RICHIAMI
Scopo e linee principali del corso. Richiami sulle proprietà di sistemi lineari stazionari, sull'inseguimento di singoli segnali di riferimento e la reiezione di singoli disturbi (principio del modello interno).
2. STABILITA" DEI SISTEMI DI CONTROLLO A RETROAZIONE E STABILIZZAZIONE
Stabilità interna: definizione, condizioni e relazioni con il criterio di Nyquist. Caratterizzazione dei controllori stabilizzanti: impianto stabile e impianto instabile; caso del pendolo inverso (con carrello).
3. TECNICHE DI SINTESI DIRETTA
Scelta della funzione di trasferimento ad anello chiuso; progetto del controllore sulla base delle specifiche. Procedura sistematica di sintesi diretta e cenni a possibili estensioni.
4. LIMITAZIONI SULLE PRESTAZIONI DEI SISTEMI DI CONTROLLO
Influenza di poli e zeri dell'impianto sulla banda e sulla risposta al gradino del sistema. Teorema di Bode sulla funzione di sensitività S.
5. SISTEMI A DATI CAMPIONATI
Schemi di sistemi di controllo a dati campionati; campionamento e ricostruzione dei segnali. Discretizzazione di un sistema lineare stazionario a tempo continuo; analisi del comportamento dinamico in trasformata Z. Progetto del controllore digitale: tecniche di digitalizzazione (integrazione, matching), tecniche dirette.
6. PROBLEMA DEL REGOLATORE
Richiami sulle rappresentazioni di stato. Osservabilità e raggiungibilità. Retroazione statica dallo stato e posizionamento degli autovalori (poli). Osservatori asintotici dello stato. Sintesi del regolatore.
7. CENNI SUL CONTROLLO OTTIMO
Controllo ottimo e programmazione dinamica. Controllo ottimo Lineare Quadratico (LQ) su orizzonte finito per sistemi a tempo discreto. Regolatore LQ su orizzonte infinito per sistemi a tempo discreto. Regolatore LQ su orizzonte infinito per sistemi a tempo continuo.