Fondamenti di Automatica

Programma del corso da 9 CFU

A.A. 2009/10 UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TRIESTE

 

PROGRAMMA DEL CORSO DI:             Fondamenti di Automatica (Corsi di Laurea Triennali presso la sede di Trieste) [9 CFU]

 

DOCENTE TITOLARE: Prof. Thomas PARISINI

 

Introduzione ai problemi di controllo. Finalità del controllo automatico. Esempi di problemi di controllo in ambito ingegneristico. Prestazioni dei sistemi di controllo (in transitorio ed a regime). Tipologie ed elementi costitutivi dei sistemi di controllo (anello aperto, anello chiuso, compensazione, regolatori, trasduttori, attuatori). Definizione di segnale a tempo discreto e motivazioni all’utilizzo di controllori a tempo discreto.

Modelli dinamici. Sistemi lineari a tempo continuo e a tempo discreto: modelli temporali e funzioni di trasferimento, sovrapposizione degli effetti e stabilità. Risposta allo scalino (con particolare riferimento ai sistemi del primo e secondo ordine), schemi a blocchi. Sistemi non lineari: linearizzazione intorno ad uno stato di equilibrio, stabilità dell’equilibrio. Descrizione matematica di alcuni processi a tempo continuo e a tempo discreto in ambito ingegneristico.

Risposta in frequenza. Definizione di risposta in frequenza e proprietà, connessioni con la funzione di trasferimento. Rappresentazione mediante diagrammi polari e di Bode. Relazioni tra la risposta in frequenza e le risposte temporali. Interpretazione dei sistemi dinamici come filtri.

Sistemi a segnali campionati: campionamento, aliasing, scelta del periodo di campionamento. Tecniche di conversione continuo-discreto approssimate: metodo di di “Eulero implicito”, trasformata di Tustin.

Analisi e progetto di sistemi di controllo. Requisiti dei sistemi di controllo: stabilità, precisione (errore a regime, velocità e sovraelongazioni), insensitività ai disturbi, robustezza. Analisi della stabilità dei sistemi di controllo: criterio di Nyquist e di Bode. Analisi delle prestazioni dei sistemi di controllo e loro dipendenza dalla funzione di trasferimento d’anello. Il luogo delle radici: definizione e proprietà. Progetto di regolatori a tempo continuo basato sul criterio di Bode. Utilizzo del luogo delle radici come ausilio nelle varie fasi del progetto.  Progetto di regolatori a segnali campionati per discretizzazione a partire da un regolatore a tempo continuo:  utilizzo delle tecniche approssimate di “Eulero implicito” e della trasformata di Tustin. Reti correttrici e regolatori industriali (PID). Regole di Ziegler-Nichols. Descrizione e sintesi di regolatori PID a segnali campionati.

Complementi. Cenni sull’uso di Matlab e Simulink per l’analisi e la simulazione dei sistemi dinamici e per il progetto dei sistemi di controllo.

 

Testo consigliato (disponibile in biblioteca)

P.BOLZERN, R.SCATTOLINI, N.SCHIAVONI : "Fondamenti di controlli automatici", McGraw Hill Libri Italia, 1998.

Altro materiale didattico:

Slides del corso, temi d’esame ed esercizi svolti disponibili nell'area Download relativa al corso.

 

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