Informazioni generali
Nome insegnamento Fondamenti di automatica
Anno 2011/2012
Propedeuticità Algebra Lineare e Analisi Matematica II; Fisica Generale I
Carico didattico
CFU 9
Ore totali lezione 45
Ore totali esercitazione 45
Ore totali laboratorio 0
Obiettivi
Conoscenze: Il corso si propone di fornire le basi per l’analisi ed il controllo di sistemi dinamici continui. Vengono presentate le tecniche principali par la valutazione della stabilità e delle proprietà strutturali. Viene affrontata la sintesi in frequenza di sistemi di controllo su applicazioni ingegneristiche di interesse nel campo dell’automazione.
Capacità: L’insegnamento ha l’obiettivo di sviluppare le capacitá di analisi di sistemi di controllo e di sintesi di sistemi automatici per processi dinamici industriali e dell’informazione. L’insegnamento ha inoltre l’obiettivo di sviluppare capacità metodologiche generali di impostazione di un problema di automazione dal punto di vista ingegneristico.
Comportamenti: L’insegnamento ha l’obiettivo di sensibilizzare gli studenti ad affrontare un problema di ingegneria mediante un approccio metodologico, organico, basato sulla modellistica del fenomeno fisico e su gli strumenti analitici atti ad affrontare soluzioni ingegneristiche.
Programma
INTRODUZIONE E RICHIAMI: Scopo del corso, inquadramento nel curriculum. Richiami di algebra lineare, geometria e calcolo differenziale. (L: 1, E: 3)

SISTEMI DINAMICI: Modelli di sistemi dinamici. Descrizioni ingresso/uscita e ingresso/stato/uscita, diagrammi a blocchi. Calcolo operazionale: la trasformata di Laplace. Metodi di anti-trasformazione. Soluzione delle equazioni di stato mediante trasformata di Laplace e nel dominio del tempo. (L: 5, E: 6)

PROPRIETA’ STRUTTURALI: Stabilità secondo Liapunov. Criteri di stabilità per sistemi lineari e non lineari. Stima della regione di asintotica stabilità. Criterio di Routh. Controllabilità e osservabilità. Forme canoniche di controllo e di osservazione. (L: 11, E: 9)

RISPOSTA ARMONICA E TEMPORALE: Risposta armonica per sistemi tempo-continui. Diagrammi di Bode, di Nyquist e di Nichols. Risposta transitoria. Risposta a regime. (L: 5, E: 10)

ANALISI DEI SISTEMI DI CONTROLLO: Sistemi compositi. Azioni di controllo: ciclo aperto e ciclo chiuso, in avanti e in retroazione. Tipo di un sistema. Principio del modello interno. Requisiti generali di progetto. Controllo nominale ed in presenza di incertezze. (L: 3, E: 2)

TECNICHE DI SINTESI DEL CONTROLLORE : Sintesi dei sistemi di controllo nel dominio del tempo e della frequenza. Rappresentazioni grafiche, criteri di stabilità, trasformazione da ciclo aperto a ciclo chiuso. Luogo e contorno delle radici. Reti correttrici. Regolatori standard. Sistemi con ritardo. Sintesi per tentativi, metodo analitico. Sintesi diretta con assegnamento dei poli e osservatore. Criterio di Nyquist. Sensibilità alle variazioni parametriche, reiezione dei disturbi. (L: 20, E: 10)

ESEMPI ED APPLICAZIONI: Casi Studio. (L: 0, E: 5)

Le esercitazioni comprendono l’uso del software Matlab e Simulink
Materiale didattico
P.Bolzern, R.Scattolini, N.Schiavoni, “Fondamenti di Controlli Automatici”, McGraw Hill Italia, 2004 (ISBN: 8838660999).
S. Chiaverini, F. Caccavale, L. Villani, “Fondamenti di sistemi dinamici”, Mcgraw Hill Italia, 2003 (ISBN: 9788838607332).
R. Murray, K. Alstrom, “Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers”, free download.
A. Lewis, “A Mathematical Approach to Classical Control “, free download.
K. Ogata, “Modern Control Engineering”, 4th Edition, Prentice Hall, 2001.
Modalità di Esame
L’esame prevede una prova orale nella quale è compresa anche la soluzione di esercizi numerici.
Link utili
Ultime modifiche: giovedì, 15 marzo 2012, 13:46