Il corso fornisce strumenti per il progetto di controlli per sistemi lineari con rappresentazione ingresso-uscita e ingresso-stato-uscita. Per i sistemi non lineari, il corso introduce alcune tecniche base di linearizzazione mediante retroazione. Il corso presenta esempi pratici di controllo di sistemi off-shore con particolare riferimento alla stabilità di piattaforme offshore, floating offshore wind turbine e sistemi robotici di superfici e sottomarini.
scheda docente materiale didattico
Sistemi dinamici lineari e stazionari. Rappresentazioni ingresso-uscita e ingresso-stato-uscita. Evoluzione libera: matrice di transizione dello stato, modi naturali. Stabilità asintotica. Evoluzione forzata: risposta impulsiva, funzione di trasferimento. Relazioni tra autovalori e poli. Regime permanente e risposta armonica. Sistemi in retroazione.
Sintesi di controlli automatici per sistemi lineari
Il controllo automatico a retroazione: esempi, struttura e proprietà fondamentali. Precisione di risposta: tipo del sistema e relative condizioni. Limitazioni sull'errore a regime permanente. Reiezione dei disturbi: astatismo e relative condizioni. Attenuazione dei disturbi. Specifiche sulla risposta transitoria e legami con la risposta armonica ad anello aperto.
Progetto nel dominio della frequenza: funzioni compensatrici elementari; sintesi delle funzioni compensatrici mediante rappresentazioni grafiche della risposta in frequenza. Progetto nel dominio del tempo: proprietà strutturali (raggiungibilità e osservabilità); assegnazione degli autovalori e stabilizzazione mediante retroazione dallo stato; osservatore asintotico o rilevatore dello stato; assegnazione degli autovalori e stabilizzazione mediante retroazione dall'uscita.
Regolatori industriali PID
Studio e applicazioni delle tecniche di sintesi studiate al controllo di strutture offshore. Progettazione e simulazione di controllori mediante MATLAB/Control System Toolbox e Simulink.
Programma
Analisi dei sistemi lineariSistemi dinamici lineari e stazionari. Rappresentazioni ingresso-uscita e ingresso-stato-uscita. Evoluzione libera: matrice di transizione dello stato, modi naturali. Stabilità asintotica. Evoluzione forzata: risposta impulsiva, funzione di trasferimento. Relazioni tra autovalori e poli. Regime permanente e risposta armonica. Sistemi in retroazione.
Sintesi di controlli automatici per sistemi lineari
Il controllo automatico a retroazione: esempi, struttura e proprietà fondamentali. Precisione di risposta: tipo del sistema e relative condizioni. Limitazioni sull'errore a regime permanente. Reiezione dei disturbi: astatismo e relative condizioni. Attenuazione dei disturbi. Specifiche sulla risposta transitoria e legami con la risposta armonica ad anello aperto.
Progetto nel dominio della frequenza: funzioni compensatrici elementari; sintesi delle funzioni compensatrici mediante rappresentazioni grafiche della risposta in frequenza. Progetto nel dominio del tempo: proprietà strutturali (raggiungibilità e osservabilità); assegnazione degli autovalori e stabilizzazione mediante retroazione dallo stato; osservatore asintotico o rilevatore dello stato; assegnazione degli autovalori e stabilizzazione mediante retroazione dall'uscita.
Regolatori industriali PID
Studio e applicazioni delle tecniche di sintesi studiate al controllo di strutture offshore. Progettazione e simulazione di controllori mediante MATLAB/Control System Toolbox e Simulink.
Testi Adottati
Paolo Bolzern, Riccardo Scattolini, Nicola Schiavoni, "FONDAMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI 4/ED", Mc Graw HillBibliografia Di Riferimento
J.C. Doyle, B.A. Francis, A.R.Tannenbaum: "Feedback Control Theory", Maxwell MacMillan. G.F. Franklin, J.D. Powell, A. Emami-Naeini: "Feedback Control of Dynamic Dystems", Addison-Wesley. B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani, G. Oriolo," Robotics,Robotics. Modeling, Planning and Control", Springer.Modalità Frequenza
non applicabileModalità Valutazione
La valutazione prevederà una prova intermedia ed, eventualmente, un lavoro progettuale oppure una prova orale e un lavoro progettuale