Università Roma Tre

UTILITÀ DEI CONTROLLI AUTOMATICI. SCHEMI A BLOCCHI STRUTTURALI. MODELLI MATEMATICI DI SISTEMI DINAMICI. CLASSIFICAZIONE DEI MODELLI (LINEARITÀ, STAZIONARIETÀ, ECC.). IL CONCETTO DI STATO. LINEARIZZAZIONE INTORNO AD UN PUNTO DI EQUILIBRIO.

ANALISI DEI SISTEMI LINEARI E STAZIONARI UTILIZZANDO LE TRASFORMATE DI LAPLACE; DESCRIZIONE INGRESSO-USCITA DI UN SISTEMA DINAMICO, FUNZIONE DI TRASFERIMENTO. INTEGRALE DI CONVOLUZIONE. LE VARIABILI DI STATO, DESCRIZIONE INGRESSO-STATO-USCITA. PASSAGGIO DALLA FUNZIONE DI TRASFERIMENTO ALLO SPAZIO DI STATO E VICEVERSA. RISPOSTE A SEGNALI CANONICI. SUDDIVISIONE DELLA RISPOSTA IN RISPOSTA LIBERA E FORZATA, RISPOSTA TRANSITORIA E PERMANENTE. STABILITÀ BIBO DEI SISTEMI. CRITERIO DI STABILITÀ DI ROUTH. SCHEMI A BLOCCHI FUNZIONALI E LORO MANIPOLAZIONE.

RISPOSTA ARMONICA. DEFINIZIONE. RAPPRESENTAZIONI GRAFICHE (DIAGRAMMI DI NYQUIST, BODE, NICHOLS).
ANALISI DEI SISTEMI A CONTROREAZIONE. DERIVAZIONE DELLA RISPOSTA A CICLO CHIUSO DA QUELLA A CICLO APERTO. PROPRIETÀ DEI SISTEMI A CICLO CHIUSO. CRITERI DI STABILITÀ DI NYQUIST. MARGINI DI GUADAGNO E FASE. COMPORTAMENTO A REGIME: CLASSIFICAZIONE IN TIPI. SENSIBILITÀ ALLE VARIAZIONI PARAMETRICHE.
PROGETTAZIONE PER UN DATO COMPORTAMENTO A REGIME. PROGETTAZIONE PER UN DATO COMPORTAMENTO DINAMICO CON RETI CORRETTRICI.
PROGETTO DI CONTROLLORI A TEMPO DISCRETO PER APPROSSIMAZINE DI CONTROLLORI TEMPO CONTINUO.

UTILIZZO DI MATLAB NELLE ATTIVITA' SUDDETTE.

GIOVANNI MARRO, CONTROLLI AUTOMATICI, ZANICHELLI

LIBRI DI CONSULTAZIONE

G. MAGNANI, TECNOLOGIA DEI SISTEMI CONTROLLO, MCGRAW-HILL
CAPITOLO 5 (§§ ...) REGOLATORI INDUSTRIALI (PID)

A. ISIDORI, CONTROLLI AUTOMATICI, SIDEREA.

REGOLAZIONE AUTOMATICA, COLLANA SCHAUM, ETAS LIBRI.

Concetti fondamentali: Utilità dei controlli automatici. Controllo in avanti e in controreazione. Schemi a blocchi strutturali. Modelli matematici di sistemi dinamici. Classificazione dei sistemi (linearità, stazionarietà, ecc.). Il concetto di stato.

Analisi dei sistemi lineari e stazionari: Trasformate di Laplace e loro proprietà; antitrasformazione di funzioni razionali. Descrizione ingresso-uscita di un sistema dinamico, Funzione di Trasferimento. Integrale di convoluzione. Risposte a segnali canonici. Suddivisione della risposta in risposta libera e forzata, risposta transitoria e permanente. Modi propri di evoluzione. Stabilità BIBO dei sistemi. Criterio di stabilità di Routh. Schemi a blocchi funzionali e loro manipolazione.

Risposta armonica: Definizione. Legami con le risposte canoniche. Rappresentazioni grafiche (Diagrammi di Nyquist, Bode, Nichols).

Analisi dei sistemi a controreazione: Derivazione della risposta a ciclo chiuso da quella a ciclo aperto. Criteri di stabilità di Nyquist e Bode. Margini di guadagno e fase. Comportamento a regime: classificazione in tipi, coefficienti generalizzati di errore. Sensibilità alle variazioni parametriche.

Sintesi dei sistemi di controllo: Il problema delle specifiche. Legami globali. Specifiche tipiche ad anello chiuso ed aperto. Regolatori standard. Reti di correzione e loro impiego. Sintesi per tentativi.

Sistemi di controllo a segnali campionati: Struttura del controllore digitale. Campionamento e ricostruzione. Trasformata zeta. Discretizzazione di un controllore continuo.

Esercitazioni in aula: Modellistica di semplici sistemi, calcolo di semplici trasformate. Criterio di Routh. Tracciamento manuale di diagrammi di risposta armonica. Sintesi di controllori nel dominio della frequenza. Casi di studio: controllo della velocità di un motore in c.c., controllo della posizione di un asse.Utilizzo del Matlab per la simulazione dei sistemi lineari per il tracciamento delle risposte armoniche e la sintesi dei regolatori.

Roberto Vitelli, Massimiliano Petternella,Fondamenti di Automatica, Edizioni Scientifiche Siderea